[en] Machines and mechanisms can usually exhibit a vibratory behavior during operation since they are formed by deformable solids of non-negligible mass and non-rigid joints. This oscillatory behavior can be shown for transient excitations caused by both external forces and internal inertia movements. Normally, this kind of vibrations are still present even after the end of the transient, and can negatively influence the correct operation of the system. Remaining oscillations in the system once the transient excitement has finished are called residual vibrations. On the other hand, the drive that moves a machine generally requires a non-unitary transmission ratio in order to adjust the torque -or force- and the speed of the drive with the movement of the load. With the objective of achieving the desired ratio, one may think about using elements with lineal kinematics -or roughly linear- such as, for example, gears, belts or chains. However, gears and chains introduce plays in the system that may hinderits control and its correct operation. In addition, this fact may produce the uncontrolled excitation of some of its own vibration modes, which makes it difficult to reduce residual vibrations. Regarding belts, they add an additional stiffness low enough to introduce a relevant vibration mode as regards the control of residual vibrations. Another possible solution is to use one degree of freedom bar mechanisms with non-linear kinematics and planar motion that works around a dead point configuration. This optionallows to notably reduce the plays introduced in the system and achieve high transmission ratios, but implies the study in detail of the inverse kinematics around these configurations. In this dissertation the generation of excitation or control signals in mechanical systems in order to minimize the appearance of residual vibrations is proposed. The transmission of the motion is carried out through one degree of freedom non-linear kinematic drives with planar motion. In general, in linear kinematic transmission mechanisms -or roughly linear-, the desired motion law at the output of the drive is nearly the same than the inputsignal to the corresponding control. In the proposed development, however, as non-lineal kinematics transmissions are used near dead point configurations, the control signal of the drive and the resulting motion law differ considerably. On the other hand, the feasibility of control signal design of the drive depends to a great extend on the conditions of continuity of the motion law at the beginning, ending and passing through these singular configurations. The development performed is based on the resolution of the resultant indeterminacies of the inverse kinematic analysis through the use of L'Hôpital's rule to obtain the continuity relations between the control signal and the resulting law of motion. For the reduction of residual vibrations, currently knownmethods are used imposing the restrictions that entails the existence of dead points in the operating range of the mechanism. Finally, the validity of the method is verified based on experimental tests. The test bench consists of a drive formed by a direct current servomotor (DC), a transmission mechanism of a piston-slider-crank mechanism and a pendulum as an oscillating system, whose rotation axis moves in conjunction with the piston. The goodness in the results validates the analytical study proposed.

[es] Las máquinas y mecanismos, habitualmente, pueden presentar un comportamiento vibratorio en su funcionamiento ya que están formadas por sólidos deformables de masa no despreciable y uniones no rígidas. Este comportamiento vibratorio se puede poner de manifiesto para excitaciones transitorias provocadas tanto por fuerzas externas como por movimientos de inercias internas. Normalmente, este tipo de vibraciones siguen presentes al terminar el transitorio, y pueden influir negativamente en el funcionamiento correcto del sistema. Las oscilaciones remanentes en el sistema una vez ha finalizado la excitación transitoria se conocen con el nombre de vibraciones residuales. En la actualidad, las técnicas de reducción de vibraciones residuales en sistemas oscilatorios se pueden dividir en dos grandes grupos: los que tratan de incidir directamente en la ley de movimiento ya sea modificándola previamente o de manera adaptativa en tiempo real, y los basados en el control activo de vibraciones. Por otro lado, el accionamiento que mueve una máquina requiere generalmente una relación de transmisión no unitaria para adecuar el par –o fuerza– y la velocidad del actuador con el movimiento de la carga. Con el objetivo de conseguir la relación deseada, se puede pensar en el uso de elementos de cinemática lineal –o aproximadamente lineal– como, por ejemplo, engranajes, correas o cadenas. No obstante, los engranajes y las cadenas introducen juegos en el sistema que pueden dificultar su control y su buen funcionamiento. Además, este hecho puede provocar la excitación no controlada de algunos de sus modos propios vibratorios, lo que dificulta la reducción de las vibraciones residuales. Con respecto a las correas, añaden una rigidez adicional suficientemente baja como para introducir un modo propio vibratorio relevante en cuanto al control de las vibraciones residuales. Otra alternativa posible es hacer uso de mecanismos de barras de un grado de libertad de cinemática no lineal y con movimiento plano que actúen alrededor de una configuración de punto muerto. Esta opción permite reducir notablemente los juegos introducidos en el sistema y conseguir elevadas relaciones de transmisión, pero implica el estudio en detalle de la cinemática inversa alrededor de estas configuraciones. En esta tesis doctoral, se propone la generación de señales de excitación o control en sistemas mecánicos para minimizar la aparición de vibraciones residuales. La transmisión de movimiento del sistema de estudio se realiza mediante accionamientos de cinemática no lineal de un grado de libertad con movimiento plano. En general, en mecanismos de transmisión de cinemática lineal –o casi lineal– la ley de movimiento deseada en la salida del accionamiento es prácticamente idéntica a la señal de entrada al control correspondiente. En el desarrollo propuesto, no obstante, como se utiliza una transmisión con cinemática no lineal alrededor de una configuración de punto muerto, la señal de control o de entrada al accionamiento y la ley de movimiento resultante difieren notablemente. Por otro parte, la viabilidad del diseño de la señal de control del accionamiento, para poder ser reproducida mediante actuadores eléctricos convencionales, depende, en gran medida, de las condiciones de continuidad de la ley de movimiento en el inicio, final y en el paso por estas configuraciones singulares. El desarrollo realizado se basa en la resolución de las indeterminaciones resultantes del análisis de la cinemática inversa por medio de la regla de L'Hôpital para obtener las relaciones de continuidad entre la señal de control y la ley de movimiento resultante. Para la reducción de vibraciones residuales, se utilizan los métodos conocidos actualmente imponiendo las restricciones que conlleva el hecho de que haya puntos muertos en el rango de funcionamiento del mecanismo. Los sistemas vibratorios considerados en esta tesis son los que se pueden modelizar como sistemas lineales discretos de un grado de libertad y que se pueden describir mediante ecuaciones de movimiento de parámetros constantes. Con la finalidad de reducir las vibraciones residuales de estos sistemas, el método presentado en esta tesis utiliza, como funciones base, curvas de Bézier no paramétricas. Finalmente, se comprueba la validez del método a partir de ensayos experimentales. El montaje consta de un accionamiento formado por un servomotor de corriente continua (DC), un mecanismo de transmissión de pistón-biela-manivela y un péndulo como sistema oscilatorio, cuyo eje de rotación se mueve solidario con el pistón. En primer lugar, se valida experimentalmente la continuidad Cn mínima que tiene que cumplir una señal de control para poder ser reproducida mediante un actuador eléctrico convencional. Posteriormente, se realizan cuatro series de experimentos cada una de las cuales consta de dos ensayos. En el primero, se define una ley de movimiento que cumple las condiciones necesarias para pasar por una configuración de punto muerto del accionamiento. En el segundo ensayo, se modifica esta señal para reducir las vibraciones residuales del péndulo. La bondad en los resultados obtenidos en los ensayos valida el estudio analítico propuesto