Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29027
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4161-1794
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Controle ativo de vibrações do tipo Self-Sensing utilizando atuadores eletromagnéticos
Alternate title (s): Self-Sensgin active vibrations control using Eletromagnetic actuators
Author: Marangoni, Beatriz Granado
First Advisor: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
First member of the Committee: Lobato, Fran Sergio
Second member of the Committee: Oliveira, Leopoldo Pisanelli Rodrigues de
Third member of the Committee: Koroishi, Edson Hideki
Summary: O presente trabalho tem por objetivo aplicar o controle ativo de vibrações utilizando atuadores eletromagnéticos pela metodologia self-sensing, a qual utiliza a tensão e a corrente presentes na bobina eletromagnética como ação de controle, não necessitando assim, de sensores físicos de posição. Dentro deste contexto, foi estudada a aplicação desse tipo de controle em uma viga engastada em suas extremidades e dois atuadores eletromagnéticos em montagem diferencial. No modelo numérico, esse sistema foi simplificado para um grau de liberdade (massa-mola-amortecedor). Com isso, um controle proporcional, integral e derivativo (PID) self-sensing foi verificado para diferentes frequências de excitação externa, sendo que o mesmo apresentou resultados eficientes na redução da amplitude de vibrações. Para os testes experimentais, foi utilizado um shaker para excitação externa da viga, que gerou ondas senoidais em diferentes frequências estabelecidas dentro de uma faixa de interesse adotada. O propósito foi verificar o comportamento do conjunto atuador/controlador self-sensing e validar essa metodologia de controle em condições diferentes. Além disso, nesses testes foi aplicado um controlador proporcional e derivativo (PD) convencional, utilizando para isso a resposta de um acelerômetro como saída no controle. Assim, foram realizadas comparações entre os resultados obtidos por esses dois tipos de controle que foram aplicados na bancada experimental. Os resultados obtidos, tanto numéricos como experimentais, mostram o sucesso da metodologia self-sensing proposta.
Abstract: The present work aims to apply the active vibration control approach using electromagnetic actuators by using the self-sensing methodology. This methodology uses the voltage and current present in the electromagnetic coils as a control action, thus not requiring physical position sensors. In this context, the mentioned control approach was applied in a beam clamped at its ends and two electromagnetic actuators in a differential assembly. In the numerical model, this system has been simplified to one degree of freedom (mass-spring-damper). Thus, a self-sensing proportional-integral-derivative (PID) control was analyzed for different frequencies of external excitation. The obtained results demonstrated the efficiency of the conveyed approach in reducing the vibration amplitudes of the considered model. Regarding the experimental tests, a shaker was used to apply the external excitation in the considered beam, which generated sine waves at different frequencies established within a range of interest. The purpose of these tests was to verify the behavior of the self-sensing actuator/controller set and to validate this control methodology under different conditions. Besides, in these tests, a conventional proportional-derivative (PD) controller was applied using the response of an accelerometer as output. Thus, comparisons were made between the results obtained by these two types of control approaches. Satisfactory results were obtained in the experimental tests. The obtained results, both numerical and experimental, demonstrate the success of the self-sensing methodology conveyed.
Keywords: Atuador Eletromagnético
Controle de Vibrações
Massa-Mola-Amortecedor
Controle PID Self-Sensing
Bancada Experimental
Electromagnetic Actuators
Vibration Control
Mass-Spring-Damper
Self-Sensing PID Control
Test-Rig
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: MARANGONI, Beatriz Granado. Controle ativo de vibrações do tipo Self-Sensing utilizando atuadores eletromagnéticos. 2020. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.242.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.242
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29027
Date of defense: 12-Mar-2020
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