Diseño de un sistema para el control activo de vibraciones en estructuras de edificios mediante controladores PID para la reducción de transmisión estructural

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es el diseño de un prototipo para el control activo de vibraciones de una estructura de edificio a través del uso de controladores proporcionales-integrales-derivativos (PID), por lo que se comparan los resultados de simulaciones numéricas con respecto a los obtenidos en el caso práctico. Un diseño para el control estructural tiene que tener las siguientes características: a) Simple b) Robusto c) Tolerante a fallas d) Realizable o reproducible Para realizar el diseño se parte del método de Bouc-Wen que permite la caracterización de estructuras de edificios, mediante el cual se obtiene los valores de masa (m), elasticidad (k) y amortiguación (c) característicos de una estructura. Por otra parte, se implementa tanto la estructura de un edificio de dos pisos, una mesa vibratoria y un controlador PID en el piso superior de la estructura. Se procede con la simulación de la estructura del edificio y las excitaciones sísmicas, a continuación, mediante la implementación del prototipo se obtiene mediciones por acelerómetros de las excitaciones producidas de la mesa vibratoria con y sin control PID y se compara, tanto las simulaciones como las mediciones realizadas. Los resultados obtenidos revelan que un controlador PID puede funcionar con estructuras de edificios de dos pisos de forma eficiente como se demuestra por medio de las simulaciones y se puede mejorar el sistema implementando otro tipo de controles estructurales en futuros estudios.