Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNESP |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11449/124440 http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/18-06-2015/000836632.pdf |
Resumo: | Flexible structures, for instance, trusses, are present in many industrial applications and have a great importance in the daily lives of people, either in a single telecommunications antenna, or either in more sophisticated and accurate devices, such as satellites orbiting in space. This work presents the design and the construction of a smart flexible structure. The control design of this structure was obtained through the implementation of an integral force controller. The controller design problem is solved by the root locus method, using a model identified experimentally by the system identification ERA / OKID method. Stack PZT (lead zirconate titanate) actuators were coupled in the structure with force sensors in order to obtain the active element responsible for vibration control of the structure. The problem of optimal sensors and actuators placement was solved using (Fraction Modal Deformation Energy technique, (FEDM)). The mathematical model used to calculate the placement of sensors and actuators was done by the finite element method. Analytical and experimental results for the problem of placement of sensors and actuators and the problem of active control are presented. The results showed that a pair of active elements in conjunction with the integral controller can be used to solve the problem of vibrations in flexible structures of truss type, considerably increasing their damping and hence attenuating the vibrations in the structure |
id |
UNSP_e253ea50192e10c6437abf0e688e84a5 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unesp.br:11449/124440 |
network_acronym_str |
UNSP |
network_name_str |
Repositório Institucional da UNESP |
repository_id_str |
2946 |
spelling |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pztVibraçãoMateriais inteligentesControle automaticoVibrationFlexible structures, for instance, trusses, are present in many industrial applications and have a great importance in the daily lives of people, either in a single telecommunications antenna, or either in more sophisticated and accurate devices, such as satellites orbiting in space. This work presents the design and the construction of a smart flexible structure. The control design of this structure was obtained through the implementation of an integral force controller. The controller design problem is solved by the root locus method, using a model identified experimentally by the system identification ERA / OKID method. Stack PZT (lead zirconate titanate) actuators were coupled in the structure with force sensors in order to obtain the active element responsible for vibration control of the structure. The problem of optimal sensors and actuators placement was solved using (Fraction Modal Deformation Energy technique, (FEDM)). The mathematical model used to calculate the placement of sensors and actuators was done by the finite element method. Analytical and experimental results for the problem of placement of sensors and actuators and the problem of active control are presented. The results showed that a pair of active elements in conjunction with the integral controller can be used to solve the problem of vibrations in flexible structures of truss type, considerably increasing their damping and hence attenuating the vibrations in the structureEstruturas flexíveis do tipo treliça estão presente em grande parte das aplicações industriais e possuem uma grande importância no dia a dia das pessoas, seja em uma simples antena de telecomunicações, ou em equipamentos mais sofisticados e com maior precisão, como por exemplo os satélites em órbita no espaço. Este trabalho apresenta o projeto e a construção de uma estrutura flexível inteligente além da realização do controle desta estrutura através do projeto e implementação de um controlador integral de força. O problema do projeto do controlador é resolvido através do método do lugar das raízes (root locus), utilizando um modelo identificado experimentalmente através do método de identificação de sistemas ERA/OKID. Atuadores de pilha de PZT's (Titanato Zirconato de Chumbo) do tipo stack são acoplados na estrutura juntamente com sensores de força, formando um elemento ativo responsável pelo controle de vibração da estrutura. O problema do posicionamento ótimo dos sensores e atuadores é resolvido através da técnica da energia modal de deformação (Fraction Energy Deformation Modal, FEDM). O modelo matemático utilizado para o cálculo do posicionamento dos sensores e atuadores foi feito através do método dos elementos finitos. São apresentados resultados analíticos e experimentais do problema de posicionamento dos sensores e atuadores e do problema do controle ativo. Os resultados mostram que um par de elementos ativos em conjunto com o controlador integral foram suficientes para resolver o problema de vibrações em estruturas flexíveis do tipo treliça, aumentando de forma considerável o seu amortecimento e, consequentemente, atenuando as vibrações da estruturaUniversidade Estadual Paulista (Unesp)Lopes Júnior, Vicente [UNESP]Abreu, Gustavo Luiz Chagas Manhães de [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Joventino, Carlos Fernando [UNESP]2015-07-13T12:10:17Z2015-07-13T12:10:17Z2015-02-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis94 f : il.application/pdfJOVENTINO, Carlos Fernando. Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt. 2015. 94 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015.http://hdl.handle.net/11449/124440000836632http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/18-06-2015/000836632.pdf33004099082P28338952092032444Alephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-08-05T18:15:44Zoai:repositorio.unesp.br:11449/124440Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T18:15:44Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
title |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
spellingShingle |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt Joventino, Carlos Fernando [UNESP] Vibração Materiais inteligentes Controle automatico Vibration |
title_short |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
title_full |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
title_fullStr |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
title_full_unstemmed |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
title_sort |
Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt |
author |
Joventino, Carlos Fernando [UNESP] |
author_facet |
Joventino, Carlos Fernando [UNESP] |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Lopes Júnior, Vicente [UNESP] Abreu, Gustavo Luiz Chagas Manhães de [UNESP] Universidade Estadual Paulista (Unesp) |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Joventino, Carlos Fernando [UNESP] |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Vibração Materiais inteligentes Controle automatico Vibration |
topic |
Vibração Materiais inteligentes Controle automatico Vibration |
description |
Flexible structures, for instance, trusses, are present in many industrial applications and have a great importance in the daily lives of people, either in a single telecommunications antenna, or either in more sophisticated and accurate devices, such as satellites orbiting in space. This work presents the design and the construction of a smart flexible structure. The control design of this structure was obtained through the implementation of an integral force controller. The controller design problem is solved by the root locus method, using a model identified experimentally by the system identification ERA / OKID method. Stack PZT (lead zirconate titanate) actuators were coupled in the structure with force sensors in order to obtain the active element responsible for vibration control of the structure. The problem of optimal sensors and actuators placement was solved using (Fraction Modal Deformation Energy technique, (FEDM)). The mathematical model used to calculate the placement of sensors and actuators was done by the finite element method. Analytical and experimental results for the problem of placement of sensors and actuators and the problem of active control are presented. The results showed that a pair of active elements in conjunction with the integral controller can be used to solve the problem of vibrations in flexible structures of truss type, considerably increasing their damping and hence attenuating the vibrations in the structure |
publishDate |
2015 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2015-07-13T12:10:17Z 2015-07-13T12:10:17Z 2015-02-10 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
JOVENTINO, Carlos Fernando. Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt. 2015. 94 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015. http://hdl.handle.net/11449/124440 000836632 http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/18-06-2015/000836632.pdf 33004099082P2 8338952092032444 |
identifier_str_mv |
JOVENTINO, Carlos Fernando. Controle ativo de estruturas reticuladas utilizando atuadores de pilha de pzt. 2015. 94 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015. 000836632 33004099082P2 8338952092032444 |
url |
http://hdl.handle.net/11449/124440 http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/18-06-2015/000836632.pdf |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
94 f : il. application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual Paulista (Unesp) |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual Paulista (Unesp) |
dc.source.none.fl_str_mv |
Aleph reponame:Repositório Institucional da UNESP instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP) instacron:UNESP |
instname_str |
Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
instacron_str |
UNESP |
institution |
UNESP |
reponame_str |
Repositório Institucional da UNESP |
collection |
Repositório Institucional da UNESP |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1808128142461632512 |