Este trabalho apresenta a modelagem, identificação e controle ativo de vibrações de uma viga flexível do tipo Euler-Bernoulli Bi-apoiada. As técnicas adotadas são as equações generalizadas de Lagrange para a obtenção da equação do movimento e modos assumidos para discretizar a referida equação. Para validação dos resultados usou-se uma viga de alumínio na qual foram colados duas pastilhas PZT, sendo uma pastilha para excitar a viga e a outra, em conjunto com um acelerômetro e computador, destinado ao controle em tempo real das vibrações, usando o ambiente Matlab.

Este trabalho visa apresentar uma metodologia para determinar o coeficiente de amortecimento de um atuador de superfície primária de uma aeronave comercial para supressão de flutter aplicando recursos de modelagem e técnicas de otimização multiobjetivo em um modelo representativo do sistema real. A abordagem do trabalho consiste em otimizar parâmetros construtivos do atuador através de uma ferramenta de otimização chamada modeFRONTIER utilizando um modelo de um atuador na configuração standby implementado na ferramenta Matlab/Simulink. Como resultado da otimização multiobjetivo é obtida uma fronteira de Pareto, de onde um projeto ótimo é escolhido baseado em um requisito inicial que estabelece um critério de desempenho.

As estruturas dos satélites são fortemente solicitadas durante a fase de lançamento, pelos esforços induzidos pelo veículo lançador. A estrutura do satélite tem um papel preponderante tanto no aspecto de massa, quanto em relação à ocorrência de falhas estruturais que comprometeriam a missão do satélite. Por essa razão faz-se necessária a análise das diferentes solicitações estruturais dada a sua importância para o dimensionamento do satélite, de maneira a poder definir com boa precisão as cargas de dimensionamento a serem utilizadas pelos projetistas da estrutura do satélite, objetivando tanto a redução da massa quanto o aumento da confiabilidade estrutural. Este trabalho apresenta e verifica a aplicabilidade e validade de um método de análise da resposta dinâmica de estruturas de satélites quando submetidas a vibrações de baixas freqüências e em banda larga. O método utiliza o conceito de sensibilidade da resposta do sistema a variações dos parâmetros físicos da estrutura. São apresentados definições sobre a terminologia, as funções básicas das estruturas, a classificação e tipos de estruturas, elementos empregados na confecção da estruturas de satélites e os esforços atuantes. A seguir são apresentados conceitos gerais sobre a resposta dinâmica das estruturas e feito o detalhamento do método de análise. Finalmente é apresentada a comprovação do método de análise, através do cálculo da resposta de dois sistemas, o primeiro sendo um sistema de dois graus de liberdade e o segundo uma viga engastada.

Piezoelectric shunt damping is a well-known technique to damp mechanical vibrations of a structure. This technique consists in using a piezoelectric transducer to convert mechanical vibration energy into electrical energy, which is partially dissipated in an electrical circuit. Among the circuits proposed over the last decades for the efficient conversion of mechanical vibration energy into electric energy, the resonant circuit was the first one that achieved satisfactory results. Resonant shunts consist of a resistor (R) and a inductor (L) connected in series with a piezoelectric transducer, which already contains an intrinsic capacitance. The resonance frequency of this circuit is tuned to the vibration natural frequency of the mechanical structure, which results on the maximum energy conversion and maximum vibration damping. Unfortunately, this technique presents limitations in real aplications, because small variations in the structure, circuit components, and operational conditions can decouple the electrical and mechanical natural frequencies and radically reduce the performance. In order to damp mechanical vibrations in lightweight structures subject to variabilities, a new piezoelectric shunt damping technique with improved performance and robustness is presented in this work. This thesis describes an adaptive resonant piezoelectric vibration absorber enhanced by a synthetic negative capacitance. The resonant shunt circuit autonomously adapts its inductance value (L) by comparing the phase difference of the vibration velocity and the current flowing through the shunt circuit. Moreover, a synthetic negative capacitance is added to the shunt circuit to enhance the electromechanical coupling in the energy conversion and, as a consequence, improve the vibration damping. Validation of the proposed method is done by bonding the piezoelectric absorber on a metallic shell to attenuate vibrations. The circuitry is implemented using analog components.

Este trabalho apresenta a formulação para a modelagem, a identificação e o controle ativo de vibrações em estruturas flexíveis. A técnica utilizada é a formulação generalizada de Lagrange. Para análise dos resultados deste trabalho foi montado um protótipo que consiste de duas vigas flexíveis acopladas a um cubo rígido o qual é atuado por um motor DC. Utilizando-se sensores do tipo extensômetros e acelerômetros, distribuídos ao longo da estrutura, obtém-se as deformações para realimentação de informações para o controlador. O controle é realizado em tempo real no ambiente MATLAB.

FSMS, abreviação de "Flexible Structure mounted Manipulator System", é um micro-manipulador (Mi-M) rígido montado serialmente na ponta de um macro-manipulator (Ma-M) flexível, de grande espaço de trabalho. Esta configuração é freqüentemente empregada para aumentar a capacidade de alcance do Mi-M, todavia, a flexibilidade do Ma-M interfere na precisão de posicionamento. O FSMS sub-atuado foi modelado através do método de modos assumidos e do Princípio Estendido de Hamilton. Apresentou-se uma lei de controle não-linear, baseada no modelo, capaz de amortecer ativamente o elo flexível. Foi descrita a montagem experimental de um Mi-M suportado por uma viga flexível engastada na parede, base estacionária, montado no Laboratório de Mecatrônica da Universidade de Taubaté (UNITAU). Apesar do modelo descrito ser estacionário, o seu estudo é bastante relevante do ponto de vista de operação de um FSMS genérico. Foram realizadas simulações no ambiente SIMULINK / MATLABÒ do modelo, sem e com o controle ativo. Comparou-as com a implementação em tempo real. Desta comparação, depreendeu-se facilmente que o modelo do FSMS corresponde ao sistema real e que o Mi-M é acionado, com movimento controlado, após absorver uma determinada perturbação, cancelando-a ativamente. O amortecimento é devido a forças e torques de interação inercial agindo entre o Mi-M e a viga flexível. As principais contribuições deste trabalho foram a implementação de uma metodologia para a geração automática, simbólica ou numérica, do modelo de robôs híbridos tipo FSMS e a obtenção das coordenadas modais, não-mensuráveis, por meio da manipulação algébrica das FT's dos sensores acelerômetro e estensômetro.

The main purpose of this work is to model dynamically the latero-torsional response of the structure of a landing gear using identification techniques. The emphasis is placed on identifying this motion on aircraft twin-wheeled telescopic main landing gears. Between the many possible model structures, a linear polynomial ARX and ARMAX model structures and a state space model structure were adopted, all of them discrete models. Structures of the Output-Error (OE) e Box-Jenkins (BJ) type were also analysed but were discarted. The coefficients of the ARX model are obtained through least square techniques and the ones for the ARMAX by using the extended least square estimator. The ones for the state space model are obtained through subspace projection techniques for obtaining the states e also by least square for obtaining the dynamic matrices. The system dynamical equations are developed for a better understanding of the physical problem. The landing gear lateral and torsional structural deflections, wheels rotations and tire angular slip are considered as degrees of freedom of the model. The problem physics and correlation analysis was used for obtaining the polynomial model and state space model order and input delay respectively. For the ARX and ARMAX models, it is proposed an order reduction and obtention of a second order model. Using the transfer function obtained from this model it is possible to find the frequency and damping of the landing gear modes. For the state space model, through the obtention of the dynamical matrix and its eigenvalues it is possible to find the frequency and damping of the landing gear modes. The results obtained through these techniques are compared.