Supressão robusta de ressonância de solo em helicóptero considerando incertezas estruturais, falha de atuador e não-linearidades concentradas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, José Augusto Ignácio da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Supressão robusta do Ground Resonance; Teoria de estabilidade de Lyapunov; Não linearidades concentradas; Expansão do envelope operacional; Robust suppression of Ground Resonance; Lyapunov stability theory; Concentrated nonlinearities; Operational envelope expansion
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/183184

O presente trabalho propõe uma nova estratégia para supressão ativa robusta do fenômeno Ground Resonance (GR) em Helicópteros. O modelo clássico de análise deste fenômeno é desenvolvido para um rotor isotrópico e a análise de estabilidade é feita no domínio de Coleman, para encontrar as fronteiras de instabilidade. Também é proposta uma nova estratégia para lidar com essas fronteiras de instabilidade e suprimir o GR usando controladores com formulação descrita por conjuntos politópicos convexos. Controladores são projetados via desigualdades lineares matriciais (LMIs, Linear Matrix Inequalities), formulados de acordo com a Teoria de Estabilidade de Lyapunov. Adicionalmente, incertezas paramétricas na frequência de lead-lag das pás e a apresentação de uma falha estrutural nos atuadores são consideradas e, assim, novos controladores robustos são projetados a fim de expandir o envelope operacional da aeronave. Ainda, são considerados diferentes tipos de não-linearidades estruturais na rigidez e amortecimento do trem de pouso do helicóptero e a caracterização da estabilidade não-linear do sistema exibe oscilações em ciclo limite (LCO, Limit Cycle Oscillation), que são determinadas a partir da construção de Diagramas de Bifurcação. Utiliza-se a modelagem Fuzzy-TS do sistema para cada caso de estudo e, com base nas fronteiras de estabilidade não-linear do GR, definidas a partir dos Diagramas de Bifurcação, têm-se o projeto de controladores para supressão das LCOs do sistema. Os resultados de simulações computacionais, discussões e conclusões são apresentadas e mostram que a estratégia de controle abordada é uma atrativa solução para atuar na supressão do problema de GR linear e não-linear, sendo capaz de expandir o envelope operacional da aeronave.