Controle de vibrações de um braço rotativo flexível pelo movimento de uma massa sobre o braço.

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Oliveira, Frederico Ricardo Ferreira de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Controle ótimo; Engenharia mecânica; Flexible structures; Mechanical engineering; Optimal control; Rotating arms
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-23022024-110029/

O modelo dinâmico de um braço rotativo flexível sobre o qual desliza uma massa móvel é deduzido através do Princípio Estendido de Hamilton, resultando num conjunto de equações íntegro-diferenciais acopladas, não-lineares e variáveis no tempo e no espaço, devido à variação dos termos de inércia. Com o fim de contornar as dificuldades matemáticas decorrentes, foi empregada a modelagem por subestruturação, considerando-se isoladamente o braço flexível e a massa móvel, resultando num modelo suficientemente simples para a síntese do controlador. Esse modelo é genérico, no sentido de abranger um número arbitrário de autofunções. Duas abordagens distintas quanto ao movimento da massa são analisadas. Na primeira, o posicionamento da massa é tratado de um ponto de vista exclusivamente cinemático, admitindo-se pré-especificada sua trajetória sobre o braço durante a manobra de rotação; o torque aplicado à viga é empregado tanto para gerar a manobra quanto para controlar o movimento elástico induzido. Na segunda abordagem, o movimento da massa é usado para fins de controle, empregando-se uma força atuante sobre ela como uma segunda variável de controle, além do torque sobre o braço; o modelo do controlador torna-se então não-linear. Um controlador LQ de ganho variável foi implementado para a primeira abordagem, e formulou-se para a segunda análise um Problema de Controle Ótimo. Ambos os casos foram simulados e analisados, mostrando que a proposta inicial pode gerar excelentes resultados no controle de vibrações de estruturas flexíveis.