Publicação: Controle de rotores flexíveis suportados por mancais magnéticos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::DINAMICA DOS CORPOS RIGIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
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Resumo
O presente trabalho é dedicado à síntese de controladores utilizados em rotores supercríticos suportados por mancais magnéticos. Em primeiro lugar, construiu-se um modelo numérico/computacional em ambiente MATLAB/Simulink com base nas especiĄcações fornecidas pelo fabricante da bancada de e em conjunto com o processo de validação experimental, que resultou em um modelo representativo do comportamento dinâmico do sistema físico real. O passo seguinte foi a síntese de dois controladores PID; o primeiro trata-se de um controlador PI baseado no controlador fornecido pelo fabricante e, o segundo, é um controlador PID adaptativo. Ambos foram avaliados a partir de suas funções de transferência em malha fechada e sob o ponto de vista da sua reposta ao desbalanceamento, sendo esta conduzida de acordo com as diretrizes da norma API 684 e classiĄcada com base nos critérios deĄnidos na norma ISO 14839-2. Com base nestes resultados, foi possível selecionar o controlador com melhor desempenho para a criação de um metamodelo Kriging, que foi avaliado utilizando os mesmos critérios aplicados aos controladores PI e PID adaptativo. Com base nestes resultados, foi possível aĄrmar que a principal contribuição deste trabalho foi a sistematização da utilização de metamodelos Kriging para o estudo e projeto de rotores supercríticos suportados por mancais magnéticos.
Abstract
The present work is devoted to the development of controllers utilized in supercritical rotors supported by magnetic bearings. The first step was the conception of a numerical/computational model in the MATLAB/SIMULINK environment, as based on the specifications provided by the test rig manufacturer. Following, this model was tested through an experimental validation process, resulting a mathematical model that represents closely the dynamic behavior of the actual physical system. Next step was the synthesis of two PID controllers, the first being a manufacturer-supplied PI controller and the second is an adaptive PID controller. Both the controllers were evaluated from their closed-loop transfer functions in the perspective of their corresponding imbalance responses, which was conducted according to API 684 guidelines and classified as based on the criteria defined in the standard ISO 14839-2. Then, it was possible to select the best performing controller for the creation of a Kriging sorrogate model, which was evaluated by using the same criteria applied to the PID and adaptive PID controllers. The results obtained permit to state that the main contribution of the present research work was the systematization of the application of Kriging surrogate model on the study and design of supercritical rotors supported by magnetic bearings.
Palavras-chave
Mancais magnéticos, Rotores flexíveis, PID, Metamodelagem, Engenharia mecânica, Magnetic bearings, Flexible rotors, Surrogate model
Citação
OLIVEIRA, Marcus Vinícius Fernandes de. Controle de rotores flexíveis suportados por mancais magnéticos. 2019. 118 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2463.
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