Sistema de posicionamento pneumático rotativo.

• Autor(a) principal: Hunold, Marcos Costa
• Data de Publicação: 1999
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-28052024-113758/
• topic: Engenharia mecânica; Mechanical engineering; Pneumatic control valves; Válvulas de controle pneumático

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de posicionamento pneumático rotativo. Este sistema possui características de precisão e rigidez compatíveis com a de sistemas de acionamento de robôs e máquinas CNC. O sistema de posicionamento é constituído por um motor pneumático de palhetas, um redutor planetário a tração e uma válvula pneumática proporcional de 4 vias. O motor pneumático acoplado ao redutor a tração é denominado como MPAR (Motor Pneumático de AltaRigidez). O redutor a tração é dimensionado, fabricado e testado. Os resultados dos testes demonstram que este redutor pode ser classificado como sendo de precisão em razão da baixa flutuação de velocidade, do pequeno erro de transmissão e da ausência das folgas. A válvula pneumática proporcional de 4 vias é dimensionada, fabricada e testada. Os resultados dos testes demonstram que a válvula possui uma resposta linear, apresentando saturação significativa apenas nos orifícios de escape e um pequeno vazamento quando totalmente fechada. É realizado um estudo do seu comportamento dinâmico e baseado no modelo desenvolvido é elaborado o projeto do sistema de controle da abertura de seus orifícios. Uma vez definidos os equipamentos, realiza-se o estudo do comportamento dinâmico e em regime permanente do MPAR associado à válvula. Este estudo fornece subsídios para o projeto do sistema de controle do MPAR. Desenvolve-se umaanálise teórica em regime permanente onde se demonstra que o aumento da área de passagem do orifício de escape em relação ao orifício de pressão aumenta o desempenho do motor pneumático. Esta análise é comprovada experimentalmente. Este fato é uma inovação em relação aos tipos de válvula existentes no mercado. A próxima etapa do trabalho é o projeto do sistema de controle do MPAR. Nesta fase são propostos controladores convencionais como um PD (Proporcional-Derivativo) e um PID (Proporcional-Integral-Derivativo) e um controle por realimentação de estados. Dentre estes controladores, o controlador por realimentação de estados apresenta a melhor precisão de posicionamento, com o menor erro de regime, embora apresente uma resposta dinâmica aquém da desejada. A partir dos resultados obtidos nesta tese, conclui-se que o sistema de posicionamento pneumático rotativo possui características de precisão adequadas. Contudo, novas soluções devem ser propostas para o sistema de controle MPAR de forma a melhorar a resposta dinâmica do sistema em malha fechada.