Modelagem dinâmica de cabos com identificação paramétrica e validação experimental - Menezes, Guilherme Moraes de (2019)
A presente dissertação aborda a identificação paramétrica em modelos dinâmicos de estruturas flexíveis do tipo cabo. A modelagem dinâmica é feita a partir de um formalismo discreto, no qual se considera a flexibilidade contínua do cabo como aproximada por uma equivalente discreta, considerando-se elos rígidos conectados por articulações fictícias elásticas. Considera-se o cabo se movimentando no plano vertical. Foram desenvolvidos algoritmos para gerar o modelo dinâmico do cabo de forma automática, para um número qualquer de elos rígidos considerados na aproximação discreta. Considerou-se inicialmente um modelo dinâmico com sessenta elos como alvo, representando o resultado experimental. Outro modelo com doze elos deveria ter os parâmetros identificados de forma a que os resultados de simulação tenham erros mínimos com relação aos resultados com o modelo de sessenta elos. Utilizou-se o método Nelder–Mead Simplex para a minimização dos erros e a consequente identificação dos parâmetros das matrizes de rigidez e de atrito uma vez que os demais parâmetros referentes às massas e aos comprimentos dos elos são facilmente mensuráveis. Os resultados foram considerados bons, de forma que a estrutura proposta de identificação de parâmetros foi validada, fato que possibilitou a sua aplicação experimentalmente. Um cabo de fibra sintética e bastante flexível foi fixado ao teto de uma sala, deixando-se sua outra extremidade livre, na qual foi posta uma carga terminal. Ao longo do cabo foram demarcadas doze posições igualmente espaçadas, a fim de facilitar a identificação da configuração espacial do cabo a partir de uma câmera digital. Simulações e experimentos foram realizados sob as mesmas condições iniciais. Utilizou-se também o método Nelder–Mead Simplex para a identificação dos parâmetros do modelo. Os resultados de simulações foram muito próximos dos experimentais, de forma que a técnica de modelagem proposta em trabalhos anteriores a este foi validada experimentalmente.