Perturbação devido a falha de sensor e suas implicações em projeto com estudo de caso (VLS).

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Fausto de Oliveira Ramos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Sensores; Controladores; Análise de falhas; Teoria de perturbação; Controle adaptativo; Projetos de pesquisa; Estudo de casos; Controle
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2470

Esta dissertação baseia-se em e estende os resultados contidos na dissertação "Reconfigurable Control Design for VLS (Brazilian Launcher)" apresentada na Universidade de Glasgow (Reino Unido) em 24/08/2000, sob a supervisão dos professores Colin Goodchild e Euan McGookin (Universidade de Glasgow) e Waldemar de Castro Leite Filho (CTA - ITA). Falhas em dispositivos, equipamentos ou sistemas podem degradar ou inutilizar os mesmos para a aplicação a que são destinadas. Se a falha for detectada e isolada de forma que uma ação corretiva seja tomada, então talvez o desempenho resultante ainda possa ser aceito. Mesmo assim, os desdobramentos resultantes da ocorrência de uma falha podem afetar dinamicamente o comportamento do sistema, levando em certos casos à perda de sua estabilidade. O caso em questão (lançador VLS) é definido pela presença de sensores sem redundância fisica. Falhas destes sensores podem ocasionar transitórios nos dispositivos de atuação (tubeiras móveis) suficientes para instabilizar o lançador. Considerações a respeito do projeto do controlador são feitas baseadas nestas implicações. Adicionalmente, um esquema FDIR (Fault Detection, Isolation and Control Reconfiguration) é adotado durante a fase de simulação de forma a ilustrar-se as idéias descritas neste trabalho. O controlador reconfigurável usado no esquema FDIR está sujeito às restrições físicas do lançador (software embarcado e velocidade de processamento do computador de bordo) e também aos requisitos de confiabilidade. A concepção mais simples para o controlador é baseada no conceito de redundância analítica, ou seja, na presença de uma falha corretamente detectada e isolada, descarta-se o sensor com falha e usa-se o respectivo valor estimado, obtido a partir do sensor remanescente. Dois sistemas de controle - um convencional e outro tolerante a falha - foram avaliados em relação à estabilidade, índices de desempenho e amplitude da perturbação devido a falha de sensor sobre o sinal de atuação. Em seguida, foram feitas simulações com o modelo detalhado do sistema de controle considerando as mesmas falhas e condições. A partir daí são sugeridas modificações na metodologia de projeto baseadas nesta aplicação crítica - o veículo lançador VLS, cuja planta exibe dinâmica instável durante o vôo. A nova metodologia é atrativa pois reduz as chances de instabilização do veículo e permite a recuperação de parte dos índices de desempenho mesmo para panes de sensor, considerando-se falhas ou panes corretamente detectadas e isoladas.