Orientador: Hans Ingo Weber / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T05:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_MarcioCoelhode_D.pdf: 10130294 bytes, checksum: 5b9cef82256f8fd05f78a1341b08ac10 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentamos neste trabalho uma investigação sobre as mudanças na dinâmica de sistemas com vibroimpacto. Particularmente estamos interessados no estudo da migração das freqüências características destes sistemas. Podemos considerar que um dado sistema com vibroimpacto tende a um sistema com impacto degenerado quando a folga deste sistema tende a zero ou a um valor maior que a amplitude de vibração do sistema na coordenada de impacto. Podemos também denominar estes sistemas como sistemas lineares associados ao sistema com impacto, se o impacto' for a única não linearidade presente no sistema. Mostramos que existe uma relação intrínseca entre a resposta do sistema com impacto e os sistemas lineares associados, ou sistemas degenerados. Para investigar esta relação, analisamos a resposta de sistemas com dois e três graus de liberdade com impacto em uma de suas coordenadas. Além disto, investigamos experimentalmente a resposta de uma viga engastada-livre excitada randomicamente e com impactos em sua extremidade livre. Observamos boa correlação entre os resultados numéricos e, experimentais. Propomos uma função para a migração da primeira freqüência característica da resposta de sistemas com vibroimpacto. O caminho da migração depende da distribuição da energia total fornecida ao sistema entre os diversos modos de vibração dos sistemas lineares associados / Abstract: This works presents an investigation on the changes in the dynamics of vibroimpact systems as their clearance is varied. Particularly we are interested in the migration of the characteristic frequencies of impact systems. We can consider that a given vibroimpact system reaches to a degenerated impact system when the clearance reaches to zero or to a value which is greater than the amplitude of the response of the system at the impact coordinate. We also can call these systems as associated linear systems of a given impact system, if the impact is the only nonlinearity which takes place. We show that there is an intrinsic relation between impact systems and their associated linear systems, or degenerated systems. To investigate this relation we consider the free response of 2-DOF and 3-DOF impact systems with impact in one of their coordinates. On the other hand, we have performed an experimental investigation in a randomly excited cantilever beam with impacts on its free end. We have found good agreement between numerical and experimental results. We have proposed a function for the migration of the first characteristic frequency of impact systems. The migration way depends on distribution of the total energy supplied to system among the vibration modes of the associated linear systems / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-16T15:52:27Z No. of bitstreams: 1 133025.pdf: 1879968 bytes, checksum: 3d9d39bc320e0c758ed6efe3bbb46d20 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T15:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 133025.pdf: 1879968 bytes, checksum: 3d9d39bc320e0c758ed6efe3bbb46d20 (MD5) Previous issue date: 1973-06 / OEA / Estuda-se a melhoria obtida no comportamento dinâmico de um sistema mecânico discreto, do tipo tradicional, isto e, constituído por massas, molas e amortecedores, ao qual se lhe acrescenta um elemento ativo, por exemplo, um motor posicionador. O funcionamento desse elemento esta condicionado a uma lei de controle para cuja determinação existe uma série de métodos. Este trabalho examina primordialmente o caso em que haja uma proporcionalidade entre o vetor controle e as acelerações do sistema. Normalmente esta é a grandeza mais facilmente mensurável em um sistema mecânico. O efeito obtido é um aumento aparente das massas, diminuindo sua frequência natural e sua taxa de amortecimento melhorando o comportamento do sistema ante as perturbações externas. É analisado particularmente caso da suspensão de um veículo, onde se podem observar melhoras da ordem de 70% no ''conforto" na massa suspensa. São estudadas também as outras implicações diretas desse controle em várias situações, como o fator da carga na roda. / In this work the suspension of an automobile car is investigated for the possibility of improving its dynamics by the addition of an active element. The system is simulated by idealized masses, springs and dashpots. The proposed active compQ nent is visualized as a servo mechanism ora force transducer which recieves one of the variables of the system as an input and yields a control signal according to a prescribed law. The latter is fed back to the system in a specific manner. In this investigation, the input to the active element, is taken as the acceleration of the primary dynamics has to be improved. This choice is feasible mass whose because of the ease with which such a variable can be measured in an actual system. Control signals obeying other laws are also possible but they are not covered here. The proposed control law affects the system increasing the sprung mass in an apparent way, decreasing in this manner its natural frequency and damping ratio. This carries out an improvement of the behaviour of the system under external disturbances. The results of this investigation show a noticeable improvement on the amplitud of Jerk in the arder of 70% with a careful selection of some of the parameters. / Se estudia en este trabajo la mejoria obtenida en el comportamiento de un sistema mecânico discreto, del tipo tradicional, es decir constitui do por masas, resortes y amortiguadores, al cual sele introduce un elemento activo, por ejemplo un servome canismo. El funcionamiento de este elemento estâ condicionado a una ley de control, la cual se puede determinar por varias me todos. Este trabajo examina primordialmente el caso en que exista una proporcionalidad entre el vector de control y las acele raciones del sistema. Normalmente la aceleraciõn es la cantidad que se mide mis facilmente, en una forma absoluta, en un sistema mecânico. El efecto obtenido con este vector de control, es un aumento aparente de las masas, disminuyendo su frecuencia natural y la razõn de amortiguamiento, mejorando de esta forma el comportamiento del sistema bajo la acciõn de perturbaciones externas. Se analizõ particularmente el sistema de suspensiõn de un automõvil, donde se observaron mejorias del orden de 70% en el comportamiento del cuerpo del automõvil. Tambi~n se estudiaron algunas implicaciones directas producidas por el control, tal como el factor de carga sobre la rueda.

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyasato_HugoHeidy_D.pdf: 11029202 bytes, checksum: 6dc0ca80ebb19f846ccecdc9fe6870e3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O trem de potência é um sistema complexo, uma vez que envolve a interação entre componentes tais como o motor, a embreagem, a transmissão e as rodas. Diversos fenômenos de ruído, vibração e sua severidade (NVH) podem surgir durante o seu funcionamento (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). O squeal de embreagens é um fenômeno relativamente novo desse sistema e ele surge como um ruído de tom único, especialmente em situações de partida na fase de modulação da embreagem. Componentes tais como as molas cushion, membrana e de retrocesso foram modeladas a fim de permitir a criação de diferentes projetos e combinações em termos de posição e propriedades físicas. Um mecanismo de estabilização para a placa de pressão foi testado numericamente para servir como uma alternativa para o sistema quando não existem possibilidades de modificações nos seus parâmetros. Discos de embreagens reais contêm imperfeições devido à utilização, tolerâncias da manufatura, etc. Para levar esses fatos em consideração, um elemento rotativo de rigidez/amortecimento viscoso com atrito foi criado para representar as molas cushion e suportar distribuições arbitrárias ao longo do perímetro do disco, permitindo que cada elemento tenha suas próprias características. A suposição de amortecimento viscoso introduziu termos relacionados à velocidade de rotação do disco de embreagem na matriz de rigidez. Simulações com pequenos erros de posicionamento nas molas cushion geraram acoplamento entre a vibração axial da placa de pressão e seus deslocamentos angulares. A mola membrana foi modelada como uma alavanca, permitindo a introdução de medições. Isso foi importante para identificar regiões de rigidez negativa e positiva, explicando sua interação com uma curva de cushion real. As molas de retrocesso foram modeladas, resultando numa representação matricial na qual foi possível gerar termos de rigidez positiva fora da diagonal principal. Finalmente, o mecanismo de estabilização para o sistema consistiu de outro disco conectado à placa de pressão. Quando as propriedades do dispositivo foram ajustadas apropriadamente, ele foi efetivo em uma situação de veering. Nessa condição, as coordenadas de ambos os discos foram combinadas nas formas modais, causando movimentos de wobbling fora de fase que resultaram em dissipação de energia nos elementos de conexão / Abstract: The powertrain is a complex system, once that it involves the interaction between components such as the engine, the clutch, the transmission and the wheels. Several noise, vibration and harshness (NVH) phenomena may appear during its operation (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). Clutch squeal is a relatively new phenomenon of this system and it appears as a single tone noise, especially on a drive-off condition on the modulation phase of the clutch. Components such as the cushion, diaphragm and leaf springs were modelled to allow the creation of different designs and combinations in terms of position or physical properties. A stabilization device for the pressure plate was numerically tested to serve as an alternative to the system when there are no practical possibilities of modifications on its parameters. Real clutch discs contain imperfections due to usage, manufacturing tolerances, etc. To take these facts into consideration, a rotating stiffness/viscous damper element with friction was created to represent the cushion springs and support arbitrary distributions along the perimeter of the disc, allowing each element to have its own characteristics. The assumption of viscous damping introduced terms related to the clutch disc rotating speed on the stiffness matrix. Simulations with small position errors on the cushion spring generated coupling between the pressure plate axial vibration and its angular displacements. The diaphragm spring was modelled as a lever, allowing the introduction of measurements. It was important to identify regions of negative and positive stiffness, explaining its interaction with a real cushion curve. The leaf springs were modelled, which resulted on a matrix representation where it was possible to generate positive stiffness terms out of its main diagonal. Finally, the stabilization device for the system consisted of another disc connected to the pressure plate. When the device properties were properly adjusted, it was affective in a situation of veering. In this condition, the coordinates of both discs were combined on the mode shapes, causing out of phase wobbling motions, that resulted on energy dissipation on the connection elements / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_FernandoLuders_M.pdf: 5674159 bytes, checksum: 06b685198e7c4437396ce7f2a615662d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo fornecer maiores subsídios tendo em vista a matriz energética brasileira, no que se refere ao planejamento, repotênciação, operação e controle dos sistemas de geração de energia elétrica, de modo a prover meios de otimização mais eficazes, reduzindo os impactos de recursos naturais e econômicos demandados pelo sistema elétrico de geração e transmissão. O uso de técnicas de rotação ajustável já vem sendo empregado com sucesso em vários casos, tanto a nível nacional, quanto a nível internacional. A geração através de sistemas eólicos é o exemplo mais forte neste sentido, superando as expectativas de planejamento em vários casos. Os sistemas eólicos só podem operar por meio de técnicas de rotação ajustável. Contudo, a utilização das técnicas de rotação ajustável, tem muito a contribuir, mediante devidas ponderações, nos mais diversos segmentos de geração de energia. Qualquer que seja o caso, é possível de se obter ganhos consideráveis, no que se refere à otimização dos aproveitamentos energéticos. Dentro deste contexto, o trabalho apresenta um panorama geral das alternativas de geração de energia elétrica, e os possíveis ganhos que o sistema de rotação ajustável pode disponibilizar em cada um destes casos. Inicialmente são abordados aspectos gerais dos sistemas convencionais, de forma a estabelecer parâmetros de comparação. A seguir, aspectos específicos de geração por meios hidráulicos, térmicos, eólicos são abordados. Uma análise referente a sistemas isolados de geração também é apresentada, agregando vantagens adicionais não evidenciadas nos sistemas interligados. Desta forma, espera-se que levando em consideração estas técnicas de rotação ajustável, possam conduzir a investimentos relativos de expansão, reforma e operação do sistema de forma mais racional, minimizando impactos ambientais e sociais, contado ainda com ganhos de eficiência disponibilizados. / Abstract: This work has for objective to supply larger subsidies the head office Brazilian energetics, in what he/she refers to the planning, retrofitting, operation and control of the systems of electric power generation, in way to provide more effective optimization means, reducing the impacts of natural and economical resources disputed by the electric system of generation and transmission. The use of techniques of adjustable speed has already been used with success in several cases, so much at national level, as for international level. The generation through eolic systems is the strongest example in this sense, overcoming the planning expectations in several cases. The eolic systems can only operate through techniques of adjustable rotation. However, the use of the techniques of adjustable speed, has a lot to contribute, by the due considerations in the most several segments of generation of energy. Any that is the case, is possible of obtaining won considerable, in what it refers the optimization of the energy uses. Inside of this context, the work presents a general panorama of the alternatives of electric power generation, and the possible impacts that the system of adjustable speed can make available in each one of these cases. Initially general aspects of the conventional systems are approached, in way to establish comparison parameters. To proceed, specific aspects of generation for means hydraulic, thermal, eolics are approached. An analysis regarding isolated systems of generation is also presented, joining additional advantages no evidenced in the interlinked systems. This way, it is waited that taking into account these techniques of adjustable rotation, they can lead to relative investments of expansion, it reforms and operation of the system in a more rational way, minimizing environmental and social impacts, still counted with won of efficiency made available. / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: João Maurício Rosário, Didier Dumur / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaraMolina_FabianAndres_D.pdf: 6567422 bytes, checksum: 5d5531b99af8de161a3f8f390bcac8cf (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho visa o desenvolvimento, síntese e aplicação de um controlador baseado em controle preditivo generalizado para rastreamento de trajetórias de robôs paralelos. A finalidade é melhorar o desempenho dinâmico do robô paralelo através do desenvolvimento de controladores avançados que considerem características do robô tais como não-linearidades da dinâmica, incertezas paramétricas e distúrbios externos. Inicialmente é revisada a formulação do modelo dinâmico do robô paralelo que envolve: modelo geométrico, cinemático e dinâmico. À continuação é realizado o projeto dos controladores de posição no espaço das juntas: controladores de torque computado com PID na forma RST, controlador preditivo generalizado e robustificação com os parâmetros de Youla. A seguir, a dinâmica do robô paralelo e os controladores desenvolvidos são simulados no ambiente MATLAB/Simulink. Finalmente, é realizada a implementação experimental e validação dos controladores no robô Orthoglide no laboratório de robótica do IRCCyN, École Centrale de Nantes. O controlador preditivo generalizado robustificado melhora a resposta dinâmica em relação ao controlador de torque computado que tem sido amplamente utilizado nesta classe de robôs. Os resultados obtidos através da implementação experimental da lei de controle preditiva robustificada no robô Orthoglide e testes experimentais indicam que o desempenho dinâmico do robô é melhorado em termos das seguintes caraterísticas: precisão no rastreamento de trajetórias típicas para usinagem no espaço de trabalho, estas trajetórias são executadas com diferentes acelerações máximas; robustez a variação dos parâmetros do robô tais como mudança da carga na plataforma móvel, obtendo desta forma uma melhor regulação; e finalmente, atenuação do efeito do ruído de medição nos sensores no sinal de controle dos atuadores durante a execução de um movimento. Os resultados experimentais mostraram que o controlador preditivo generalizado robustificado aplicado no robô Orthoglide é eficiente frente as incertezas paramétricas e restrições no domínio do tempo, melhorando assim o desempenho dinâmico do robô com um custo computacional equivalente ao controle de torque computado / Abstract: This thesis addresses the development and application of a controller based on generalized predictive control to track a desired trajectory using parallel robots. The main purpose of this thesis is to improve the dynamical behavior with an advanced controller which considers the proper characteristics of the parallel robot such as no linear dynamics, parameters uncertainties and external disturbances. This work is divided into four parts. A first part formulates the complete dynamical model of the parallel robot, considering the geometrical, kinematic and dynamic modelling. Then, the joint space control is performed for the parallel robot using the computed torque controller in the RST form and the robustified generalized predictive control via Youla parameterization. A third part shows the simulation of the dynamic of the robot with the controllers in MATLAB/Simulink to establish a comparison between controllers. Finally, the controllers are implemented in the prototype and some experiments are performed on the Orthoglide robot at the laboratory of robotics, IRCCyN, Ecole Centrale de Nantes to assess the dynamic performance of the controllers. The experimental results show that the robustification of the generalized predictive control against parametric uncertainties including time domain constraints improves the dynamical behavior of the parallel robots. The experimental results shows that the the robustified generalized predictive control enhances the dynamic performance of is in terms of: tracking accuracy of trajectories used in milling process; robustness to parameters variation such as payload changing (on the end effector), therefore, a better regulation is obtained; and finally, attenuation of noise due to sensor measurement in control. Additionally, the robustification of the generalized predictive control applied on the Orthoglide robot improves the dynamical behavior compared to controllers widely used in parallel robots such as computed torque control with and equivalent computational cost / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica