Compensación adaptiva del retraso de sistemas de carga multi-axial en ensayos de simulación híbrida en tiempo real

Abstract

La simulación híbrida en tiempo real (RTHS) es una alternativa eficiente a las pruebas de mesa vibratoria ya que resuelve los problemas de costos y capacidad de este ensayo. Además, logra evaluar el desempeño de estructuras con componentes estructurales donde su comportamiento es dependiente de la velocidad. Este método separa la estructura completa en una subestructura numérica y otra experimental, donde el acoplamiento entre subestructuras se logra manteniendo la compatibilidad y el equilibrio en la interfaz mediante el uso de actuadores servo-hidráulicos. Para imponer condiciones de borde realistas con varios grados de libertad, en la subestructura experimental se requiere un sistema de carga con múltiples actuadores. Este método se conoce como simulación híbrida en tiempo real multiaxial (maRTHS), que debido al alto acoplamiento entre actuadores producen problemas de retraso e inestabilidades durante el ensayo. Por lo cual, en este trabajo se analizará este problema mediante un marco de acero de un piso en el cual la subestructura experimental corresponde a una columna a la que se le impondrán condiciones de borde (desplazamiento y rotación) mediante el uso de dos actuadores conectados a una placa rígida, demostrando lo propenso a inestabilidades que son estos sistemas. Luego, se cuantifica el valor máximo de retraso del sistema y se demuestran las ventajas y buenos resultados de compensar el retraso mediante un compensador feedforward adaptivo capaz de adaptarse ante cambios en planta nominal del actuador.