Published January 1, 2018 | Version v1
Publication Open

No spillover partial eigenvalue assignment in second-order linear systems using the Brauer's theorem and dense influence matrices

  • 1. Universidade Federal da Bahia
  • 2. Instituto Federal da Bahia

Description

The control of vibrations for systems with second-order linear dynamics is a cornerstone for several engineering application, as structural vibration control in civil and aerospace structures. In such systems, sometimes only a few eigenvalues must be mitigated in situations as resonances, flutter, and another dangerous vibratory phenomenon. The use of active vibration control is an attractive alternative due to its flexibility and the availability of general design approaches. In the case of partial eigenvalue assignment, no spillover can be achieved, that is, only a small spectrum or eigenstructure partition is reallocated, with the remaining being unperturbed. In this paper, the no spillover property of Brauer's spectrum perturbation theorem is applied to compute a dense influence matrix structure of actuation, reassigning then the dangerous target eigenvalues and kept the remaining of the spectrum unchanged. A Sylvester equation must be solved using only the part of the spectrum to be reassigned. The results are tested in a benchmark taken from the specialized literature, and thus confirming its effectiveness.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد التحكم في الاهتزازات للأنظمة ذات الديناميكيات الخطية من الدرجة الثانية حجر الزاوية للعديد من التطبيقات الهندسية، مثل التحكم في الاهتزاز الهيكلي في الهياكل المدنية والفضائية. في مثل هذه الأنظمة، في بعض الأحيان لا يجب تخفيف سوى عدد قليل من القيم الذاتية في مواقف مثل الرنين والرفرفة وظاهرة اهتزازية خطيرة أخرى. يعد استخدام التحكم النشط في الاهتزاز بديلاً جذابًا نظرًا لمرونته وتوافر مناهج التصميم العامة. في حالة تعيين القيمة الذاتية الجزئية، لا يمكن تحقيق أي تداعيات، أي أنه لا يتم إعادة تخصيص سوى قسم صغير من الطيف أو البنية الذاتية، مع عدم إزعاج الباقي. في هذه الورقة، يتم تطبيق خاصية عدم الانتشار لنظرية اضطراب الطيف في براور لحساب بنية مصفوفة التأثير الكثيفة للتشغيل، وإعادة تعيين القيم الذاتية للهدف الخطير والحفاظ على بقية الطيف دون تغيير. يجب حل معادلة سيلفستر باستخدام جزء الطيف المراد إعادة تعيينه فقط. يتم اختبار النتائج في معيار مأخوذ من الأدبيات المتخصصة، وبالتالي تأكيد فعاليتها.

Translated Description (French)

Le contrôle des vibrations pour les systèmes à dynamique linéaire de second ordre est une pierre angulaire pour plusieurs applications d'ingénierie, comme le contrôle des vibrations structurelles dans les structures civiles et aérospatiales. Dans de tels systèmes, seules quelques valeurs propres doivent parfois être atténuées dans des situations telles que les résonances, le flottement et un autre phénomène vibratoire dangereux. L'utilisation du contrôle actif des vibrations est une alternative attrayante en raison de sa flexibilité et de la disponibilité d'approches de conception générales. Dans le cas d'une attribution partielle de valeur propre, aucun débordement ne peut être obtenu, c'est-à-dire que seule une petite partition de spectre ou de structure propre est réaffectée, le reste n'étant pas perturbé. Dans cet article, la propriété d'absence de débordement du théorème de perturbation du spectre de Brauer est appliquée pour calculer une structure matricielle d'influence dense de l'actionnement, réattribuant ensuite les valeurs propres cibles dangereuses et conservant le reste du spectre inchangé. Une équation de Sylvester doit être résolue en utilisant uniquement la partie du spectre à réattribuer. Les résultats sont testés dans un benchmark tiré de la littérature spécialisée, et confirmant ainsi son efficacité.

Translated Description (Spanish)

El control de vibraciones para sistemas con dinámica lineal de segundo orden es una piedra angular para varias aplicaciones de ingeniería, como el control de vibraciones estructurales en estructuras civiles y aeroespaciales. En tales sistemas, a veces solo se deben mitigar unos pocos valores propios en situaciones como resonancias, aleteo y otro fenómeno vibratorio peligroso. El uso del control activo de vibraciones es una alternativa atractiva debido a su flexibilidad y la disponibilidad de enfoques de diseño generales. En el caso de la asignación parcial de valores propios, no se puede lograr ningún derrame, es decir, solo se reasigna una pequeña partición de espectro o estructura propia, y el resto no se ve afectado. En este artículo, la propiedad de no derrame del teorema de perturbación del espectro de Brauer se aplica para calcular una estructura de actuación de matriz de influencia densa, reasignando entonces los valores propios del objetivo peligroso y manteniendo el resto del espectro sin cambios. Una ecuación de Sylvester debe resolverse utilizando solo la parte del espectro que se va a reasignar. Los resultados se prueban en un punto de referencia tomado de la literatura especializada, y así se confirma su eficacia.

Files

matecconf_vetomacxiv2018_14009.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
لا يوجد تعيين للقيمة الذاتية الجزئية غير المباشرة في الأنظمة الخطية من الدرجة الثانية باستخدام نظرية براور ومصفوفات التأثير الكثيف
Translated title (French)
Pas d'attribution de valeurs propres partielles de débordement dans les systèmes linéaires de deuxième ordre utilisant le théorème de Brauer et les matrices d'influence denses
Translated title (Spanish)
No hay asignación parcial de autovalores de desbordamiento en sistemas lineales de segundo orden utilizando el teorema de Brauer y matrices de influencia densa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2896304043
DOI
10.1051/matecconf/201821114009

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1966227398
  • https://openalex.org/W1967890524
  • https://openalex.org/W1971330493
  • https://openalex.org/W2001659109
  • https://openalex.org/W2008618253
  • https://openalex.org/W2013918178
  • https://openalex.org/W2016160504
  • https://openalex.org/W2020865399
  • https://openalex.org/W2026809560
  • https://openalex.org/W2027967421
  • https://openalex.org/W2049719597
  • https://openalex.org/W2051758312
  • https://openalex.org/W2092192967
  • https://openalex.org/W2163805832
  • https://openalex.org/W2615325450
  • https://openalex.org/W2760240353
  • https://openalex.org/W2768464843
  • https://openalex.org/W2793034461
  • https://openalex.org/W2794376784