Damage reduction of on-board structures using piezoelectric components and active modal control — Application to a printed circuit board

International audienceThe reliability of Printed Circuit Boards (PCB) is critical for on-board electronic systems, particularly when subjected to severe stress conditions. This paper presents an approach to reduce vibration damage in PCBs that can be extended to the majority of on-board structures subjected to damage. Vibration damage highly depends on mode shapes under large band excitations. A solution to reduce vibration from the most damaging modes is to use active modal control for targeting efficiently control energy on most damaging modes. Following this modal-damage strategy, the most damaging modes are determined using a damage analysis based on an initial detailed Finite Element Model (FEM) of the PCB. The control is then designed using only a few piezoelectric components located so as to be essentially effective on these modes. The location algorithm of these active components uses a second simplified FEM including the damage simulation results. Finally, a classical Linear Quadratic Gaussian algorithm is used to determine the modal controller-observer gains. The effectiveness of the proposed method for PCBs is then examined through experiments with different high level excitations. The proposed control is finally validated by a new damage analysis of the controlled PCB to estimate damage reduction. Based on results obtained on an actual PCB, the modal approach the optimal link between damage estimation, optimal placement of actuators ,optimal control, and minimization of control energy. Moreover, the predictions of damage reduction and of actuation energy are in good agreement with experimental results, what shows that the modal description of on-board smart structure, in particular PCB , is the key point in damage reduction with vibration active control. Manuscript Click here to view linked Reference

Identification of a time-varying mechanical system using the Akaike information criterion

Cet article démontre l'intérêt du critère d'information d'Akaike pour les méthodes d'identification contenant une étape de projection de signaux de mesure sur des bases spécifiques. On s'intéresse particulièrement au problème d'identification de paramètres mécaniques variant dans le temps. La méthode est testée expérimentalement avec succès sur un système à un degré de liberté, constitué d'une inertie et d'une poutre à longueur variable travaillant en torsion. Les variations de cette longueur rendent les paramètres du système dynamique changeant. Une approche par moindre carré combinée à une projection des signaux mesuré sur une base polynomiale permet de reconstruire aisément les fluctuations des paramètres mécaniques. Cependant le choix de l'ordre de troncature de la base de projection est toujours un problème clef dans ce genre de méthode inverse et reste bien souvent une question ouverte. On propose ici d'utiliser le critère d'information Akaike permettant ainsi une sélection robuste et automatique de cet ordre de troncature. L'étude présentée ici ainsi que l'expérimentation montrent la pertinence et l'intérêt de ce type de critère associé aux méthodes d'identification

An active control concept for the TALC space telescope

Cet article présente un modèle dynamique simplifié du télescope de TALC. Malgré sa simplicité, il est représentatif d?une partie de la dynamique du système, qui ont permis l'élaboration de stratégies de contrôle préliminaires pour amortir les résonances du système. En utilisant des câbles actifs, il a été montré que les résonances peuvent être amorties de façon significative, et que l'autorité du contrôle augmente avec le nombre de câbles actifs. En outre, il a été montré que, même avec une faible valeur du gain de commande, la valeur efficace d'une grandeur représentative du chemin optique peut être réduite par un facteur trois

Contrôle actif de la transparence acoustique de paroi Analyses et résultats expérimentaux

Cet article concerne la réduction de la transparence acoustique de paroi à l'aide du contrôle actif modal purement vibratoire utilisant des capteurs et actionneurs piézoélectriques. Le contrôle modal permet de concentrer l'énergie de commande sur les modes les plus transparents grâce à un nombre réduit de transducteurs. Cette approche nécessitant un modèle de la structure, une technique d'identification expérimentale est utilisée dans laquelle chaque actionneur utilise un modèle identifié unique. Une étude de robustesse montre que ces boucles de contrôle indépendantes ne se perturbent pas

Bidirectional seiching in a rectangular, open channel, lateral cavity

Le travail présenté ici s'intéresse aux oscillations de surface libre de cavités latérales, c'est à dire des cavités horizontales à surface libre connectées sur un de leur côté à un écoulement permanent. Ce phénomène d'oscillation, appelé Seiching, est étudié expérimentalement, tout d'abord pour une cavité carrée, puis pour une cavité rectangulaire. Les oscillations de surface libre sont mesurées et, pour la cavité carrée, deux ondes stationnaires coexistantes apparaissent et sont chacune reconstruites en utilisant des méthodes d'analyse de signal. De plus, il apparaît que les fréquences d'oscillation correspondantes sont en bon accord avec les pics de fréquence du spectre de vitesse mesuré dans la couche de mélange. Finalement, pour la cavité rectangulaire l'onde stationnaire d'axe perpendiculaire à l'écoulement principal disparaît et une nouvelle onde d'axe longitudinal apparait dans la cavité

Contrasting Transcriptional Responses of a Virulent and an Attenuated Strain of Mycobacterium tuberculosis Infecting Macrophages

Along with the recent identification of single nucleotide polymorphisms in H37Ra when compared to H37Rv, our demonstration of differential expression of PhoP-regulated and ESX-1 region-related genes during macrophage infection further highlights the significance of these genes in the attenuation of H37Ra

IDENTIFICATION D'EFFORTS AUX LIMITES DES POUTRES ET PLAQUES EN FLEXION PAR METHODE INDIRECTE

Le travail de cette thèse s'intéresse à l'identification des efforts (effort tranchant ou moment fléchissant)présents aux limites des structures (plaques ou poutres) à partir de déplacements mesurés. Les expressions analytiques de cesefforts contiennent des termes proportionnels aux dérivées spatiales du déplacement. L'approximation de ces dérivées auxlimites d'une structure est problématique car ces dernières sont très sensibles aux erreurs de mesure et les méthodes classiquesde calcul (différences finies, méthodes modales, transformée de Fourier spatiales, ...) et de régularisation (filtrage en nombred'onde, troncature modale) pour les obtenir ne sont pas adaptées pour une identification aux limites d'un domaine spatial.Dans ce travail, une approche mathématique est proposée. Il s'agit de calculer les efforts aux limites, sansutiliser directement leurs expressions analytiques qui contiennent les dérivées spatiales. La méthode est basée sur un calculintégral de l'équation de mouvement de la structure considérée, multipliée par une fonction test, qui vérifie des conditions auxlimites particulières. Ces conditions permettent d'extraire, lors du développement du calcul, les efforts recherchés à la limite dudomaine (efforts tranchant ou moment fléchissant).La technique est développée dans les cas mono dimensionnel (poutre) et bidimensionnel (plaque). Dessimulations numériques illustrent la méthode, testent la robustesse de la méthode, les effets de différent bruits de mesure surl'identification, et établissent les limites spatiales et fréquentielles de l'approche. Des expérimentations ont été menées,montrant la faisabilité de la méthode d'identification en utilisant des mesures réelles.To do..

Identification d\u27efforts aux limites des poutres et plaques en flexion par méthode indirecte

Le travail de cette thèse sintéresse à lidentification des efforts (effort tranchant ou moment fléchissant) présents aux limites des structures (plaques ou poutres) à partir de déplacements mesurés. Les expressions analytiques de ces efforts contiennent des termes proportionnels aux dérivées spatiales du déplacement. Lapproximation de ces dérivées aux limites dune structure est problématique car ces dernières sont très sensibles aux erreurs de mesure et les méthodes classiques de calcul (différences finies, méthodes modales, transformée de Fourier spatiales, ) et de régularisation (filtrage en nombre donde, troncature modale) pour les obtenir ne sont pas adaptées pour une identification aux limites dun domaine spatial. Dans ce travail, une approche mathématique est proposée. Il sagit de calculer les efforts aux limites, sans utiliser directement leurs expressions analytiques qui contiennent les dérivées spatiales. La méthode est basée sur un calcul intégral de léquation de mouvement de la structure considérée, multipliée par une fonction test, qui vérifie des conditions aux limites particulières. Ces conditions permettent dextraire, lors du développement du calcul, les efforts recherchés à la limite du domaine (efforts tranchant ou moment fléchissant). La technique est développée dans les cas mono dimensionnel (poutre) et bidimensionnel (plaque). Des simulations numériques illustrent la méthode, testent la robustesse de la méthode, les effets de différent bruits de mesure sur lidentification, et établissent les limites spatiales et fréquentielles de lapproche. Des expérimentations ont été menées, montrant la faisabilité de la méthode didentification en utilisant des mesures réelles. util

Absorbeurs de vibrations hybrides hyperstables

info:eu-repo/semantics/publishe

A simple hybridization of active and passive mass dampers

peer reviewe