Controle híbrido de vibrações em estruturas sob excitação de banda larga, utilizando neutralizador viscoelástico e filtro adaptativo

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Título: Controle híbrido de vibrações em estruturas sob excitação de banda larga, utilizando neutralizador viscoelástico e filtro adaptativo
Autor: Marra, João Carlos de Oliveira
Resumo: Em virtude dos constantes avanços tecnológicos, a necessidade de se controlar fenômenos vibratórios está cada vez mais presente na sociedade moderna, demandando técnicas de crescente grau de sofisticação. O presente trabalho, em sintonia com essa necessidade, trata do desenvolvimento e da implementação prática de um sistema de controle misto de vibrações em uma viga metálica, excitada por um sinal de banda larga de freqüência. O sistema é denominado misto por ser composto por dois subsistemas: um passivo e outro ativo-adaptativo. O subsistema passivo consiste de um neutralizador dinâmico de vibrações (NDV) viscoelástico, enquanto o subsistema ativo-adaptativo é composto por sensores, atuadores e um processador digital de sinais (DSP), em que uma estratégia de controle baseada em um algoritmo LMS é aplicada. Tanto o neutralizador viscoelástico, projetado e construído para agir de forma ótima a 25 ºC, quanto o subsistema ativo-adaptativo de controle atuam em toda a banda de freqüência em que a viga é excitada. A adaptabilidade do sistema de controle misto é verificada ao se variar a temperatura na qual a viga é ensaiada. Essa variação, entre 5 a 35ºC, impacta direta e consideravelmente a performance do NDV, o que exige ajustes do subsistema ativo-adaptativo, no sentido de compensar a perda de desempenho do neutralizador viscoelástico e manter um nível global de controle de vibrações. Verifica-se, ao longo do trabalho, que um sistema de controle misto de vibrações, baseado em neutralizadores viscoelásticos e filtros adaptativos, constitui uma ferramenta ao mesmo tempo flexível e poderosa, em que as vantagens de cada subsistema podem ser associadas em benefício de um controle mais confiável e menos dispendioso. Due to the constant technological advances, the need for controlling vibratory phenomena is more and more present in modern society, demanding techniques of increasing level of sophistication. This work, tuned to that need, deals with the development and practical implementation of a hybrid vibration control system implemented over a metallic beam excited by a broad band signal. The system is called hybrid because it consists of two subsystems: a passive one and an active-adaptive one. The passive subsystem consists of a viscoelastic dynamic vibration neutralizer (DVN), whereas the active-adaptive subsystem comprises sensors, actuators and a digital signal processor (DSP), on which a control strategy based on a LMS algorithm is developed. Both the viscoelastic neutralizer, designed to optimal action at 25 ºC, and the active-adaptive subsystem work all over frequency bandwidth in which the beam is excited. The adaptability of the hybrid control system is verified by varying the temperature at which the beam is tested. This variation, between 5 and 35ºC, affects directly and considerably the DVN performance. That demands the active-adaptive subsystem to adapt, in order to compensate the DVN loss of performance and mantain an overall level of vibration control. It is verified, along the current work, that a hybrid vibration control system, based on viscoelastic neutralizers and adaptive filters, is a powerful and flexible tool, since the advantages of each subsystem can be associated towards a more reliable and less expensive control action.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
URI: http://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/103189
Data: 2007


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