What are the advantages and disadvantages of passive vs active vibration control in mechanical systems?

Electrical, mechanical introduction to three the phase. Controlled 110 ,latching relays, and automated to push button. Retrofitting from old to new

O controle passivo de vibra??o é o método mais simples e amplamente utilizado de redu??o de vibra??o. Envolve a adi??o ou modifica??o de elementos no sistema, como molas, amortecedores, massas ou isoladores, para alterar sua frequência natural, raz?o de amortecimento ou forma de modo. O controle passivo de vibra??o n?o requer nenhuma fonte de alimenta??o externa, sensor de feedback ou controlador. é relativamente barato, fácil de implementar e robusto a incertezas e perturba??es. No entanto, o controle passivo de vibra??o tem algumas limita??es, como baixa eficácia em altas frequências, largura de banda estreita de opera??o e trade-off entre rigidez e amortecimento.

There are two principal methods of passive vibration control: isolation and damping. See Vibration Control for Optomechanical Systems, World Scientific, by V.M. Ryaboy, 2022, Chapter 6: Vibration Isolation, Chapter 7: Vibration Damping. The principal limitation of passive vibration damping is that it requires relative motion. This can be circumvented by using dynamic vibration absorbers, with the disadvantage of adding mass. The limitation of passive isolation is that it is very difficult to make it work at the low (single Hz) frequency, which is necessary for some applications. That is where active isolation becomes indispensable.

It's not about advantages and disadvantages. The choise is simple: it's about budget and industry demand. Passive only dampens vibrations, while active couteract vibrations. If your application does not require top engineering stick to passive, it is easier to implement and with much lower costs.

Active vibration control systems advantages: Can give you better bang for your buck when it comes to reducing vibration, especially at low frequencies. Can be adjusted to suit changing vibration conditions. Can be used to control vibration in specific spots. But there's always a catch: They're more complex and expensive than passive systems. They need power to run.

"Active vibration control systems use real-time information from vibration sensors. They include control systems and external sources of energy to create forces with proper amplitude and phase to reduce unwanted vibration... In older literature, the term “active” was sometimes applied to vibration control systems that adjust their parameters in response to changing conditions. A familiar example would be a pneumatic isolator with a leveling valve ...; another example is a <adaptive> shock system for a vehicle. The proper term for this kind of system is “semi-active." The active system reacts in real time to an offending vibration signal with a mitigating vibration signal."-Vibration Control for Optomechanical Systems, World Scientific, 2022

Tudo pode ser acompanhado de forma remota diretamente de uma sala de gest?o de ativos. Para as empresas que já adotam tecnologia da indústria 4.0, como uso de Big data e IoT, a manuten??o preditiva traz muito mais eficiência no controle e monitoramento de máquinas e equipamentos.

O controle ativo possui maior adaptabilidade as oscila??es dinamicas de sistemas complexos, e sua versatilidade é demonstrada no controle de diferentes frequências e caráter multi objetivo. Apesar do alto valor de investimento, dependendo do sistema, pode ser muito útil ao evitar paradas indesejadas no processo ou resultar em manuten??o corretiva, fatores importantes sob a ótica de seguran?a e de custos operacionais.

O controle ativo de vibra??es é uma abordagem sofisticada para reduzir vibra??es indesejadas por meio da aplica??o de for?as externas usando atuadores. é altamente eficaz em altas frequências, possui ampla faixa de opera??o e pode alcan?ar múltiplos objetivos simultaneamente. No entanto, sua implementa??o é cara, complexa e requer consumo de energia. Além disso, enfrenta desafios de estabilidade e robustez. Apesar das desvantagens, é uma ferramenta valiosa em situa??es que exigem supress?o dinamica e precisa de vibra??es, especialmente em aplica??es onde a ampla faixa de frequência é crucial. Estratégias para reduzir custos e avan?os tecnológicos podem ajudar a superar suas limita??es.

Vibration Control for Optomechanical Systems, World Scientific, 2022, Chapter 6 covers spring isolators, elastomeric isolators, and pneumatic isolators; Chapter 7 covers free-layer and constraint-layer damping treatments, integral damping treatments, damping links, and tuned mass dampers.

Um exemplo muito importante que vi. Sistemas de isola??o passivas tradicionais podem atenuar picos de ressonancia aumentando se o amortecimento e com a concess?o básica de aumentar a transmiss?o de frequências além da frequência natural do sistema.

Implementa??es de controle passivo de vibra??es s?o utilizados com frequência em diversas área industriais. Suportes de borracha podem ser utilizados para “cal?ar” equipamentos rotativos ou estruturas sujeitas a múltiplos esfor?os. Além disso, o correto alinhamento de máquinas rotativas, acoplamentos e mancais, apresenta-se como um bom aliado na redu??o e mitiga??o de vibra??o em sistemas mecanicos.

O controle passivo de vibra??o é amplamente utilizado em sistemas mecanicos para reduzir a transmiss?o de vibra??o e ruído. Exemplos incluem suportes de borracha para isolar motores de veículos, amortecedores de massa ajustados para evitar ressonancia em estruturas como arranha-céus e pontes, e o uso de materiais viscoelásticos para aumentar o amortecimento em diversas estruturas. Essas técnicas demonstram eficácia ao proporcionar solu??es práticas e economicamente viáveis para minimizar os efeitos negativos das vibra??es em sistemas mecanicos e estruturais.

Active vibration control can be also classified by active damping or active isolation. Among active isolation systems, we distinguish stiff (typically piezoelectric with sequential structure) or soft (typically electromagnetic with parallel structure) systems. This is explained, using specific examples, in Vibration Control for Optomechanical Systems, World Scientific, 2022, Chapter 9: Active Vibration Control. This chapter also reviews some one-of-a-kind extremely effective active vibration control arrangements that enabled unique experiments and major scientific breakthroughs.

Active control like suspension springs, rubber mountings are used to prevent any road shocks of the vehicles or motorcycles which can causes unsufficient performance of movement between engines or gear box connection of the vehicles .

Application of active vibration control techniques in mechanical systems: O presente trabalho prop?e o controle ativo de vibra??o em uma viga de material compósito por meio da utiliza??o de atuadores eletromagnéticos. A vantagem do uso destes atuadores é a aplica??o da for?a de controle sem contato mecanico. Com o intuito de avaliar o desempenho de diferentes técnicas de controle, foram aplicadas as seguintes técnicas de controle: Controle ótimo, especificamente o regulador quadrático linear via desigualdades matriciais lineares, controle Fuzzy e controle Neuro-Fuzzy.

O controle ativo de vibra??o é uma técnica avan?ada e versátil que oferece benefícios significativos em várias aplica??es. O uso de atuadores piezoelétricos, magnetostritivos e agitadores eletrodinamicos permite aplicar for?as controladas, moldar estruturas inteligentes e gerar vibra??es controladas, respectivamente. Essas práticas melhoram o desempenho dinamico de estruturas, aumentam a funcionalidade de dispositivos inteligentes e s?o essenciais para testes e calibra??o de sistemas mecanicos. Esses métodos representam inova??es importantes, impulsionando melhorias significativas no desempenho, eficiência e confiabilidade de sistemas e componentes em diversas áreas da engenharia.

A escolha entre controle passivo e ativo de vibra??es depende de vários fatores, como a natureza da vibra??o, as condi??es do sistema, os objetivos de redu??o de vibra??o, restri??es or?amentárias e recursos disponíveis. Em geral, o controle passivo é mais adequado para vibra??es de baixa frequência e sistemas simples, enquanto o controle ativo é preferível para vibra??es de alta frequência, sistemas complexos e quando há disponibilidade de recursos de potência e espa?o. A sele??o do método adequado deve considerar cuidadosamente esses fatores para alcan?ar a eficácia desejada na redu??o de vibra??o.

O artigo resumiu bem os principais critérios para se considerar controle passivo ou ativo. Adicionalmente, acredito que a aplica??o de algum método de análise multicritério, como AHP, DEMATEL, CoCoSo, poderia se utilizado para avaliar qual método escolher em um caso real e mais complexo, desde que seja possível estabelecer uma matriz de decis?o considerando as alternativas (passivo ou ativo) e os critérios de avalia??o (determinados pelos especialistas).

La combinación entre pasivo y activo actuaría mejor pensando de manera preventiva y en reducción de costos evitando paradas del equipo

I go for Active Vibration Control: is easy to monitor , not heavy ( which encounters on fuel consumption), it shares the vibration accordingly because of sensors.

Conclusion from Vibration Control for Optomechanical Systems, World Scientific, 2022: "Vibration isolation in form of optical tables, workstations, or individual isolators, is ubiquitous in state-of-the-art optomechanical systems and will serve immediate needs of precise experiments and manufacturing processes in the future, although it has its inherent limitations. Active vibration control, which is gaining increased acceptance, allows for unprecedented levels of vibration immunity, thereby enabling new scientific and technological breakthroughs."

Acredito que seria interessante uma abordagem interdisciplinar, considerando os efeitos da falta/má lubrifica??o, desalinhamento mecanico, e vibra??es mecanicas, uma vez que, para determinados sistemas, essas condi??es possuem características e efeitos interligados.

O balanceamento dinamico e estático de pe?as rotativas é imprescindível para minimizar as vibra??es em conjuntos mecanicos, por vezes sendo o suficiente e garantindo uma vida útil infinitamente superior dos equipamentos.

I would think that a further third option could always be thought into. The principle would be a hybrid of the two methods in which a system could utilise both to be a additive response for mechanical vibration. Take for example an engine that has different RPMs this then means it will have varied levels of vibration, some being at the low scale which passive is ideal for but then some will be at higher levels which then means active would be more suited. As far as then giving a power source it could have the same technical ability as a hybrid car engine in which it can give charge when operating at low frequencies stored to be used when active control is required. This is just a passing theoretical thought mind.