O estudo de sistemas mecânicos e hidráulicos foi desenvolvido para a execução da modelagem dinâmica de um servo-atuador hidromecânico de comando da superfície de controle de rolagem, aileron, da aeronave CJ1 desenvolvida durante a fase prática do Mestrado Profissionalizante da EMBRAER. Este trabalho aborda a modelagem e simulação de todos componentes internos do servo-atuador hidromecânico. Com esta modelagem podem-se fazer verificações de comportamento normal e comportamento anormal após a inserção de falhas nos componentes. Para tanto, fez-se uso de software compatível com os padrões EMBRAER, os quais são MatLab e Simulink. As simulações são quase todas não lineares e foram feitas utilizando tanto linguagem de programação quanto diagrama de blocos.

O presente trabalho tem por objetivo modelar, simular e analisar um sistema hidráulico para uma aeronave comercial regional. Para isso, ée considerado o comportamento do avião em algumas situações distintas de vôo, como falha de uma bomba principal, atuação do acumulador, utilização da "unidade de transferência de potência" e diferentes condições de temperatura. Desta forma, ée efetuada a formulação matemática dos diversos componentes do sistema através das equações da Mecânica e da Hidráulica e em seguida, modelado pelo método de Grafo de Ligações, o que permitiu uma visão completa do funcionamento do mesmo. A partir deste modelo e por meio da plataforma AMESim ée possível desenvolver um outro modelo semelhante, simulando para as condições acima. Por fim, são feitas verificações de como o sistema se comporta.

Este trabalho documenta o estudo de uma servoválvula eletro-hidráulica de aplicação em sistemas de comando de vôo de aeronaves, para a construção do conhecimento necessário na síntese de sistemas detecção e isolamento de falhas baseados em modelo. O estudo compreende a análise do funcionamento e o levantamento do envelope normal de operação da servoválvula eletro-hidráulica em malha aberta e fechada, através de sua modelagem matemática e simulação. Compreende também o estudo das principais falhas às quais o componente está sujeito e a análise da influência destas na resposta dinâmica da servoválvula. Por fim, as falhas estudadas são modeladas linearmente possibilitando a aplicação da teoria de controle linear na síntese de monitores para detecção e isolamento de falhas.

The present work is a study of the effects of air in hydraulic control system. The study is based on models of: the mixture of air with hydraulic fluid, the servo hydraulic control system and experimental identification. The air mixture model is to evaluate the impact on the fluid properties, the hydraulic system';s one is to assess the impact of changes in the fluid properties in the system performance and identification to estimate the amount of air in the system.

This work aims to demonstrate an approach to design a fly-by-wire mobile surface control system for a commercial jet employing multiobjective optimization techniques. This approach consists on sizing a set of design parameters of the control system based on model simulation and response analysis coupled with optimization algorithms in a multiobjective design environment. An overview on control surface systems is presented, focusing on fly-by-wire. To provide the theoretical basis, a review on optimization theory and methods is presented, as well it is developed the system mathematical model. The system in focus is of electro-hydraulic actuation, where a controller acts on a servo valve, that commands an actuator for positioning control of an aircraft rudder. The design approach was to optimize a set of system components parameters, such as controller gains, servo valve and hydraulic actuator parameters, that result in adequate workloads and produce a system that meets the design requirements and is cost-effective. The model, to be simulated and analyzed, is implemented in MATLAB/Simulink, from where the system response characteristics are passed to the optimization environment. A multiobjective genetic algorithm is applied, and as a result from the optimization process we obtain a Pareto set, from where an optimal design is chosen for a detailed analysis.

The objective of this work was to develop a high fidelity model representative up to high frequencies of a Flight Control System with hydraulic actuation on active-active mode. The usage of a Fly-By-Wire architecture and hydraulic actuation system on active-active mode has brought new engineering challenges like the force-fight between actuators and its structure fatigue life consumption on normal and failure scenarios such as oscillatory mal-functions. Once that these failure modes can exist up to high frequencies, it makes necessary the development of a high fidelity model of a flight control system representative up to high frequencies. The model herein developed has a high fidelity model of an EHSV, hydraulic actuator, a position loop and the control surface, as well as other models complementary in order that it can be possible to analyze the whole system up to high frequencies. It was analyzed the performance of the model at step input response and frequency response, showing to be a model close to the expected response of a real system. Also it was analyzed the frequency response of its components showing to be a representative model up to high frequencies. Besides the performance analysis, it was studied the behavior on a oscillatory mal-function scenario, showing the expected level of structure load, as well as its fatigue life consumption, showing the need to monitor these types of failures.

O objetivo desta tese é modelar o sistema anti-skid de uma aeronave utilizando o aplicativo AMESIM e analisar os resultados apresentados por meio de simulação. Considera-se o comportamento normal do sistema e o efeito da ocorrência de diferentes tipos de falhas. Este aplicativo é baseado na teoria de Grafos de Ligação e permite a construção de modelos dinâmicos com elevado grau de detalhamento. O modelo elaborado visa à utilização na validação de propostas de estratégias de controle para o sistema anti-skid.

As aeronaves de pequeno e médio porte mais recentes seguem a tendência de incluir um sistema de geração hidráulica para proporcionar melhor qualidade de vôo, manobrabilidade em solo e desempenho. Este sistema tem características semelhantes às aeronaves de grande porte, incluindo a utilização de vários usuários tais como os comandos de vôo, trens de pouso, "steering", freios e reversos. Por ser um sistema que trabalha em alta pressão e em diversas condições de operação, o sistema hidráulico está sujeito a aquecimento, o que pode comprometer a integridade do sistema e sua segurança. Existem hoje poucas referências que tratam da modelagem da troca de calor e temperatura em de sistemas hidráulicos. Neste sentido, este trabalho apresenta uma abordagem para análise do desempenho térmico de um sistema hidráulico de uma aeronave por meio da ferramenta AMESim. Alguns componentes têm seus parâmetros mais impactantes identificados por meio de experimentos específicos. É analisado um cenário crítico para possibilitar a identificação dos limites do sistema e possíveis soluções para os problemas. Com base nesses dados é possível adiantar problemas de aquecimento em sistemas hidráulicos logo na sua concepção visando à segurança e confiabilidade do sistema.