Vibração de viga longa deformada e controlada por cabo trator
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) |
Texto Completo: | https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632594 |
Resumo: | Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka |
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Vibração de viga longa deformada e controlada por cabo tratorVibration control of a long and deformed beam through a traction cableVibração - ControleVigasMétodo dos elementos finitosControle robustoVibration - ControlBeamsFinite element methodRobust controlOrientador: Paulo Roberto Gardel KurkaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Ambientes de difícil acesso como penhascos e terrenos com declives podem ser explorados por meio de veículos com manipuladores do tipo vigas flexíveis de grandes deformações e com seção transversal variada. O mecanismo de modificação da geometria da viga consiste em sua deformação através de um cabo preso em sua extremidade, que é tracionado pela ação de um servo motor. A alta flexibilidade deste tipo de manipulador o torna sujeito a grandes vibrações causadas pelo ambiente e pelo movimento do veículo que o transporta. Para estabilizar e minimizar os efeitos dos distúrbios nesse tipo de manipulador, propõe-se um controle de vibração robusto baseado no algoritmo H?, aplicado ao motor e cabo de tração. O ganho do controle é calculado com o auxílio de um modelo dinâmico da viga, composto de um pequeno número de elementos finitos adaptativos. O modelo dinâmico da viga baseia-se em uma configuração de sua deflexão estática, que é calculada por meio de equações diferenciais não lineares. Os resultados das simulações numéricas e implementações experimentais da estratégia de controle proposta apresentam atenuações na amplitude da vibração da ponta da haste ao sofrer uma brusca variação de posição e uma diminuição de 70% do tempo de estabilização quando submetida a uma entrada impulso no corpo da estrutura do manipuladorAbstract: Difficult access environments such as cliffs sides and terrain with slopes can be explored by means of vehicles with manipulators whose structure is based on flexible beams with large deformations and varied cross-section. The mechanism for modifying the geometry of the beam consists of its deformation through a cable attached at its end, which is driven by the action of a servo motor. The high flexibility of this type of manipulator makes it subject to great vibrations caused by the environment and the movement of the vehicle that carries it. To stabilize and minimize the effects of disturbances in this type of manipulator, we propose a robust vibration control based on the H? algorithm, applied to the motor and traction cable. The gain of the control is calculated from a dynamic beam model composed of a small number of adaptive finite elements. The dynamic beam model geometry is based on a configuration of its static deflection, which is calculated by nonlinear differential equations. The results of the numerical simulations and experimental implementations of the proposed control strategy show attenuations in the amplitude of the vibration of the rod tip when undergoing a sudden variation of position, and a reduction of 70% of the stabilization time when subjected to a pulse input in the body of the manipulator structureDoutoradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoDoutora em Engenharia MecânicaCNPQ141488/2013-1[s.n.]Kurka, Paulo Roberto Gardel, 1958-Laganá, Armando Antônio MariaOliveira, Luiz Claudio Marangoni deFujiwara, EricPaiva, Ely Carneiro deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASGonzalez Ramos, Paola, 1987-20172017-05-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (101 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632594GONZALEZ RAMOS, Paola. Vibração de viga longa deformada e controlada por cabo trator. 2017. 1 recurso online (101 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632594. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/990051Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-01-24T16:59:53Zoai::990051Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-01-24T16:59:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false |
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