Otimização topológica para localização de atuadores piezelétricos utilizando gramiano de controlabilidade

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Gonçalves, Juliano Fagundes
• Orientador(a): Fonseca, Jun Sergio Ono
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Atuador piezoelétrico; Otimização topológica; Estruturas (Engenharia); Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Topology optimization method; Active control of structures; Piezoelectric actuators; Controllability gramian
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/114969

Este trabalho apresenta a formulação de um problema de otimização topológica para o posicionamento ótimo de atuadores baseado na teoria de controle. A estrutura é composta por dois materiais: um material passivo elástico e um material ativo piezelétrico, ambos lineares. Pretende-se obter um sistema de controle no qual todos os estados sejam controláveis. O processo de otimização topológica busca a distribuição de material piezelétrico que maximize o menor autovalor do Gramiano de controlabilidade garantindo, assim, sua não singularidade e, consequentemente, que o sistema seja completamente controlável. Programação linear sequencial (SLP) é utilizada para a solução do problema de otimização e as sensibilidades para o modelo de elementos finitos são deduzidas para a função objetivo e restrições. Análises modais das topologias ótimas são utilizadas para a definição de um controlador LQR e as respostas das estruturas controladas submetidas à uma carga impulsiva são analisadas.