Controle não linear de estruturas inteligentes do tipo viga flexível em rotação
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFABC |
Texto Completo: | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122392 |
Resumo: | Orientador: Prof. Dr. André Fenili |
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Controle não linear de estruturas inteligentes do tipo viga flexível em rotaçãoSENSOR PIEZOELÉTRICOATUADORES PIEZELÉTRICOSCONTROLE ATIVO DE VIBRAÇÕESCONTROLE NÃO LINEAREQUAÇÕES DE RICCATIPIEZOELECTRIC SENSORPIEZOELECTRIC ACTUATORACTIVE VIBRATION CONTROLNONLINEAR CONTROLSTATE DEPENDENT RICCATI EQUATIONPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA - UFABCOrientador: Prof. Dr. André FeniliCoorientador: Prof. Dr. Ricardo GasparDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Santo André, 2020.Os avanços tecnológicos atuais na análise do comportamento de estruturas têm propiciado o desenvolvimento de estruturas mais esbeltas, com menos massa e aumento de sua flexibilidade que, para o caso de braços mecânicos, apresentam vantagens como melhor estética e redução do consumo de energia. Este trabalho tem por finalidade analisar a atenuação de vibrações de vigas flexíveis que atuam como braços mecânicos, tendo as cerâmicas piezoelétricas como transdutores e um encoder. O movimento de uma viga engastada sob rotação com ângulo não prescrito foi modelado utilizando a equação da viga Euler-Bernoulli e as equações de Lagrange, utilizando o método dos modos assumidos para o primeiro modo de vibrações e o sistema de controle SDRE, com atuadores piezoelétricos posicionados a cada terço do comprimento da viga em nove combinações diferentes. Foram também realizados testes com e sem a presença de atuadores piezoelétricos, bem como com e sem a sua rigidez natural. O controle de vibrações da viga flexível mostrou-se mais eficaz no caso em que o atuador piezoelétrico foi posicionado a um terço do comprimento da viga, a contar do engastamento. Considerando todos os casos investigados, a atuação do piezoelétrico não afetou significativamente as respostas associadas à dinâmica do corpo rígido (posição do eixo, velocidade e torque). O sistema mostrou-se fracamente não linear com a utilização dos atuadores piezoelétricos. O sistema apresentou melhor resultado quando analisado com a presença dos atuadores piezoelétricos. Verificou-se que a rigidez natural dos atuadores piezoelétricos é desprezível. As estratégias de modelagem matemática e controle analisadas mostraram-se eficazes para o posicionamento e controle de vibrações do sistema de vigas flexíveis em rotação.Current technological advances in the analysis of the behavior of structures have led to the development of slimmer structures, with less mass and increased flexibility, which, in the case of mechanical arms, have advantages such as better aesthetics and reduction in energy consumption. This work aims to analyze the vibration attenuation of flexible beams that act as mechanical arms, using piezoelectric ceramics as transducers and an encoder. The movement of a beam embedded under rotation with an unrecognized angle was modeled using the uler- Bernoulli beam equation and the Lagrange equations, using the assumed modes method for the first vibration mode and the SDRE control system, with piezoelectric actuators. Positioned every third of the beam's length in nine different combinations. Tests were also carried out with and without the presence of piezoelectric actuators, as well as with and without their natural rigidity. The vibration control of the flexible beam proved to be more effective in the case where the piezoelectric actuator was positioned at one third of the beam's length, from the setting. Considering all the investigated cases, the performance of the piezoelectric did not significantly affect the responses associated with the dynamics of the rigid body (axis position, speed and torque). The system proved to be weakly non-linear with the use of piezoelectric actuators. The system showed the best result when analyzed with the presence of piezoelectric actuators. It was found that the natural rigidity of piezoelectric actuators is negligible. The mathematical modeling and control strategies analyzed were effective for positioning and controlling the vibration of the rotating flexible beam system.Fenili, AndréGaspar, RicardoGenari, Heloi Francisco GentilMendoza Meza, Magno EnriqueGama, João Henrique da Silva2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf78 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122392http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122392&midiaext=79751http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122392&midiaext=79752Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122392porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-04-13T12:23:26Zoai:BDTD:122392Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-04-13T12:23:26Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false |
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