Implementação de sistema de controle de força hidráulica por meio de válvula proporcional: análise em bancada de desenvolvimento de atuadores para aeronaves

Abstract

Os sistemas hidráulicos são amplamente utilizados na indústria devido à sua alta relação potência/peso, resposta rápida e alta rigidez mecânica, sendo essenciais para operações precisas e robustas. Este trabalho visa aprimorar uma bancada de testes para o desenvolvimento de atuadores hidráulicos digitais, focando nas superfícies de controle de voo, como flaps, ailerons e spoilers. A bancada inclui um cilindro hidráulico que simula as cargas de vento durante o voo, necessitando a validação do modelo de controle de força para maior confiabilidade nos resultados entre os atuadores. Segundo a bibliografia, o controle de força exige uma válvula proporcional de baixo tempo de resposta e acumuladores, que compensam variações na demanda de energia. A metodologia adotada envolve a implementação de uma bancada experimental baseada em princípios teóricos e a subsequente avaliação experimental das técnicas de controle de força e dos benefícios dos acumuladores. Os testes práticos mostraram uma correlação significativa entre os resultados teóricos e experimentais, avaliando-se detalhadamente o comportamento do sistema com e sem acumuladores. Os resultados demonstram benefícios para a estabilidade e eficiência do controle de força, validando as hipóteses iniciais e reforçando a confiabilidade das técnicas de modelagem. As diferenças entre os resultados experimentais e as simulações podem ser resolvidas através de ensaio dos componentes utilizados, como a curva de atrito do cilindro, e a curva de vazamento interno da válvula, pois adicionam erros às simulações. A movimentação indesejada do cilindro durante os experimentos, devido à compressibilidade do fluido hidráulico, pode ser corrigida substituindo o cilindro de carga por uma parede rígida.