Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O avanço da tecnologia e os diversos estudos sobre os novos materiais utilizados na construção civil possibilitaram a construção de estruturas mais leves, esbeltas, menos rígidas e com menos amortecimento. Com isso, as estruturas têm apresentado frequências naturais cada vez mais baixas, devido à maior flexibilidade da estrutura, ficando mais próximas da faixa de frequência do carregamento induzido por atividades humanas. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo estudar, através de análises numéricas com auxílio do software Ansys, um sistema de controle estrutural baseado no uso de materiais viscoelásticos, na configuração de estrutura sanduíche, em lajes de piso submetidas a carregamento oriundo de atividades dinâmicas como pular. A estrutura analisada numericamente foi uma plataforma de ensaios dinâmicos desenvolvida e ensaiada experimentalmente no laboratório de estruturas da Universidade de Brasília. Esta plataforma apresenta, propositalmente, vibrações verticais excessivas quando é excitada com carregamentos provenientes de atividades humanas devido à sua reduzida rigidez à flexão. Primeiramente, foram realizados por Campuzano (2016), ensaios experimentais com atividades humanas com um Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS) acoplado nela. Esses ensaios foram realizados com a intenção de avaliar o desempenho do AMS. Neste trabalho foi utilizado um tipo de material viscoelástico, com diferentes espessuras, como alternativa para a redução das acelerações induzidas. Primeiramente a estrutura foi analisada sem controle e posteriormente com adição da camada do material viscoelástico de diferentes espessuras. Os resultados mostraram que o material viscoelástico utilizado é uma boa alternativa para redução das vibrações causadas por atividades humanas. / The advancement of technology and the various studies on the new materials used in construction have made it possible to construct lighter, thinner, less rigid structures with less cushioning. Thus, the structures have presented lower and lower natural frequencies, due to the greater flexibility of the structure, being closer to the frequency range of the load induced by human activities. Therefore, the present work aims to study, through numerical analysis with the help of Ansys software, a structural control system based on the use of viscoelastic materials, in the configuration of sandwich structure, in floor slabs submitted to loading from activities dynamics such as skipping. The structure analyzed numerically was a platform of dynamic tests developed and tested experimentally in the laboratory of structures of the University of Brasília. This platform intentionally exhibits excessive vertical vibrations when it is excited with loading from human activities because of its low flexural stiffness. Firstly, experiments with human activities were carried out by Campuzano (2016) with a Tuned Mass Damper (AMS) coupled to it. These tests were performed with the intention of evaluating the performance of AMS. In this work, a type of viscoelastic material with different thicknesses was used as an alternative for the reduction of the induced accelerations. First the structure was analyzed without control and later with addition of the layer of viscoelastic material of different thicknesses. The results showed that the viscoelastic material used is a good alternative for the reduction of vibrations in the structure.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-09-18T14:37:44Z No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2010-06-30T11:48:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-30T11:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) Previous issue date: 2008-03 / Este trabalho de dissertação apresenta um estudo comparativo dos parâmetros que controlam a efetividade dos principais sistemas de isolamento de base utilizados na proteção de edifícios submetidos a excitações sísmicas. É avaliada, também, a eficiência desses parâmetros, tais como: o coeficiente de atrito, o período do isolador, a razão de amortecimento, o coeficiente rigidez estrutural e o período da superestrutura por intermédio da comparação das respostas dinâmicas obtidas no domínio do tempo para edifícios com e sem isolamento de base. Simulações numéricas do sistema acoplado de equações diferenciais que governam o comportamento da superestrutura-isolador são realizadas utilizando o programa Simulink® de Matlab®. Para avaliar a influência dos modos de vibração mais altos no comportamento da superestrutura-isolador foram propostos modelos dinâmicos de edifícios de dois e seis graus de liberdade submetidos às componentes de aceleração sísmica dos terremotos de EL Centro (1940), Kobe (1995) e Loma Prieta (1989). Adicionalmente, é examinada a efetividade do isolador de Nova Zelândia (NZ) no controle das vibrações máximas de um edifício 3D. Finalmente são apresentadas as conclusões dos resultados encontrados neste estudo. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation work presents a comparative study of parameters that control the effectiveness of the main base isolation systems used in the building protection under a seismic excitation. Also, it is availed the efficient of parameter as: friction coefficient, isolator period, damping coefficient, structural stiffness, and structural period by means of comparative dynamics response obtained in the time domain of isolated and nonisolated buildings. Numerical simulations of couple differential equations systems that govern the superstructure-isolators behavior are set up using the simulink® program of Matlab®. For evaluating the influence of higher vibration modes in the superstructureisolator behavior are used two and six-degree-of-freedom building dynamics models under a seismic acceleration components of EL Centro (1940), Kobe (1995) and Loma Prieta (1989) earthquake. Additionally, isolator’s effectiveness of New Zeland (NZ) is examined for controlling the maximum 3D building vibrations. Finally are presented the conclusions of the results found in this study.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-11-03T01:12:04Z No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) Previous issue date: 2006-12 / O avanço das tecnologias construtivas e o uso de materiais de alta resistência têm possibilitado o projeto de estruturas cada vez mais leves e flexíveis, que conseqüentemente possuem menor rigidez e amortecimento. Dessa forma, essas estruturas são mais sensíveis a vibrações em baixas freqüências, que é o caso das passarelas de pedestres. Os carregamentos produzidos por movimentos humanos se caracterizam por funções periódicas de baixas freqüências, que podem provocar desconforto e até problemas de segurança. As cargas dinâmicas que geralmente atuam em passarelas de pedestres são ocasionadas pelos movimentos de caminhar ou de correr de pedestres. Essas cargas possuem componentes de freqüência abaixo de 5 Hz. Em muitos casos é difícil evitar-se que as freqüências mais baixas da passarela se encontrem nesse intervalo, pois isso exige aumento da rigidez da estrutura e conseqüentemente aumento de massa, o que pode ser inviável economicamente. A utilização de amortecedores na estrutura é uma alternativa para esses casos. No presente trabalho foi realizado um estudo numérico do comportamento dinâmico de uma passarela de pedestres localizada na cidade de Brasília quando submetida às ações humanas de caminhar e correr. A análise de vibrações forçadas para carregamentos típicos de uma estrutura como esta mostrou que a passarela apresenta vibrações excessivas e que os limites de serviço indicados na literatura não são verificados em várias situações analisadas. Confirmou-se então a necessidade da introdução de um sistema de controle estrutural na passarela. Este sistema foi projetado através de simulações numéricas com diferentes configurações de amortecedores de massa sintonizados múltiplos (AMSM), além da introdução de barras de travamento na estrutura. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios, já que houve redução na amplitude das vibrações da estrutura a níveis aceitáveis de acordo com os limites de serviço consultados na literatura. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Advanced constructive technologies and the use of high resistance materials made possible the design of slender and flexible structures, which present less strength and damping. These structures are more sensitive to vibrations in low frequencies, characteristic of footbridges. The loads produced by human movements, mathematically represented by periodic functions of low frequencies, can cause discomfort to users and safety problems in the structure. Walking and running movement of pedestrians cause dynamic loads generally acting in footbridges. These types of loads have frequency components below 5 Hz. In general it is difficult to prevent that the lowest footbridge frequencies get out of this interval, therefore the strength increase demands structure mass increase, which may be economically prohibitive. Structural control can be a solution to this problem. In this work a footbridge located in the city of Brasilia was studied through a numerical analysis of its dynamic behavior, when submitted to the human walking and running. The dynamic forced vibration analysis for typical human loads showed that the footbridge presents excessive vibrations and that the literature serviceability limits are not verified in many cases. The need of a control system in the footbridge was then confirmed. This system was designed through numerical simulations with different multiple tuned mass damper (MTMD) configurations, besides the introduction of iron bars to increase the structure strength. The obtained results have been considered satisfactory, with reduction in the vibration amplitude of the structure to the acceptable levels in accordance with the serviceability limits of literature.

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T17:01:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CanahuireCabello_RuthVanessa_M.pdf: 2405747 bytes, checksum: 148678565951eb1c7507a6c9c63048fd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho estudou-se o problema de controle H8 de vibrações levando em conta os efeitos da saturação dos atuadores. Duas situações de interesse foram exploradas. A primeira é aquela em que a saturação deve ser evitada para não causar danos no sistema, mesmo que nesta situação ocorra uma perda de desempenho. A segunda alternativa procuramodificar o controlador no sentido de obter um melhor desempenho, mesmo que ocorra a saturação. O projeto dos controladores H8 foi feito usando as formulações baseadas em desigualdades matriciais lineares (Linear Matrix Inequalities - LMI). Entre as técnicas que evitam a saturação, foram empregadas as funções de ponderação, escolha do peso do esforço de controle como uma das saídas de desempenho do problema de otimização, o escalonamento da matriz de saída do controlador e a inclusão de uma restrição adicional na forma de LMI para limitar o esforço de controle. Para as técnicas que procuram melhorar o desempenho mesmo na presença da saturação, o controlador foi modificado através da metodologia conhecida como Anti-windup. As técnicas estudadas foram avaliadas em dois problemas de controle de vibrações: um sistema massa-mola-amortecedor de dois graus de liberdade e em uma viga flexível. Estas técnicas foram implementadas usando o aplicativo MATLAB e ferramentas específicas para a solução de problemas de otimização com restrições na forma de LMI tais como o Yalmip, SeDuMi e SDPT3. Os resultados para estes dois exemplos são discutidos no trabalho. / Abstract: In this work, the H8 control of vibrations problem taking into account the effects of saturation of actuators is studied. Two situations of interest were explored. The first one considers that saturation should be avoided and does not cause damage to the system, even if this situation leads to loss of performance. The second alternative seeks to modify the controller to achieve better performance, even when the saturation occurs. The design of H8 controllers was done using the formulation based on linear matrix inequalities (LMI). The techniques that avoid saturation are the weighting functions selection, selecting of the weight of the control signal as a performance output of the optimization problem, the scaling of the output matrix of the controller and the inclusion of an additional restriction in the form of LMI to limit the control effort. A technique that seeks to improve performance, even in the presence of saturation, is the controller modification using the methodology known as Anti-windup. These techniques were evaluated in two problems of control of vibrations: a mass-springdamper system of two degrees of freedom and a flexible beam. These techniques were implemented using MATLAB and with the application of specific tools to solve problems of optimization with restrictions in the form of LMI, such as Yalmip, SeDuMi and SDPT3. The results for these two examples are discussed in the work. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezRamos_Paola_M.pdf: 2350436 bytes, checksum: 0bb7c5bf390b9cfd31a3794e71412581 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de manipuladores longos e flexíveis em veículos de exploração autônoma, ao contrário dos braços curtos e rígidos, pode ser uma forma de obter dados de um ambiente específico de longo alcance, como encostas de terreno e penhascos. A desvantagem de se utilizar uma estrutura flexível é a dificuldade de controlar os seus movimentos de vibração durante a operação. Este trabalho, portanto, tem como objetivo principal projetar um controle de vibração ativa para uma viga flexível longa, deformável pela ação de um cabo fixado em sua extremidade. O controle pretende minimizar os movimentos oscilatórios da ponta da viga decorrentes de perturbações externas. A projeção do controle baseia-se no modelo matemático em tempo continua da viga, realizado pelo método de elementos finitos. A estratégia de controle é calculada com um modelo reduzido do sistema, no qual estão contidos os modos dominantes do mesmo. Mostra-se que uma resposta desejada de controle é obtida aplicando-se o método de alocação de pólos / Abstract: The use of long manipulators in autonomous exploration vehicles, as opposed to short and rigid arms, may be an attractive way to collect data in specific long range environments such as terrain slopes and cliff sides. The drawback of employing such a flexible structure is the fact that its vibrations cannot be easily controlled in real time operation. This work has the principal objective to project an active vibration control of a long flexible beam which is deformed by action of a pulling cable, fixed to its extremity. The control aims to minimize the oscillatory movements of the bean's tip caused by external disturbances. The control strategy is based on the continuous time mathematical model of the beam, using the finite element method. The control strategy is calculated in a reduced model system which contains the dominant modes of the same. It is shown that an adequate control response is obtained using the method of allocation of poles / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T00:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_DanielAugusto_D.pdf: 10049171 bytes, checksum: 63439cd1c1df78b669ff99ba303ad488 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Partindo-se do princípio de que detectar falhas em sistemas realimentados pode ser considerada tarefa difícil, nessa tese é proposto um método para detecção de falhas de sensores em estruturas flexíveis sujeitas a controle ativo de vibração. O método é baseado num esquema com banco de estimadores para geração de resíduos e no uso de indicadores para a análise quantitativa desses resíduos. O esquema de banco de estimadores permite o isolamento das falhas. Os estimadores utilizados são observadores de saída, filtros de Kalman e filtros H-infinito. Já os indicadores propostos são versões modificadas da diferença entre os valores RMS das saídas medidas e estimadas, a soma do módulo do erro de estimativa, a soma quadrática do erro de estimativa e o modal assurance criterion. É proposto um reescalamento dos indicadores e também um novo indicador, definido pelo produto das versões modificadas e reescaladas dos indicadores clássicos. Inicialmente a técnica foi validada em simulações, primeiro com um modelo de elementos finitos de uma estrutura de placa e posteriormente com um modelo de placa identificado experimentalmente, ambos sob controle ativo de vibração. Experimentos com a estrutura de placa também foram realizados e comprovaram a eficácia da técnica / Abstract: Assuming that fault detection in feedback systems can be considered a hard task, it is proposed in this thesis a method for sensor fault detection in flexible structures subjected to active vibration control. The method is based on a scheme with bank of estimators for residual generation and indicators for quantitative analysis of residues. The bank estimators scheme allows the fault isolation. The estimators used are output observers, Kalman filters and H-infinity filters. The proposed indicators are modified versions of the difference between RMS values of measured and estimated outputs, the sum of the modulus of the estimation error, the quadratic sum of the estimation error and the modal assurance criterion. It is proposed a rescaling of the indicators and also a new indicator, defined by the product of the modified and rescaled versions of classical indicators. Initially the technique is validated in simulations, first with a finite element model of a plate structure and latter with an experimentally identified plate model, both under active vibration control. Experiments with the plate were also performed and proved the effectiveness of the technique / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T23:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArizaZambrano_WilliamCamilo_M.pdf: 5789145 bytes, checksum: 151f5e3ef1780d5448a7073b85b4715f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal o estudo de um método de controle baseado no uso de redes neurais artificiais aplicado ao problema de controle de vibrações em estruturas flexíveis. Este trabalho centra-se no estudo do esquema de controle inverso-direto, que consiste em identificar a dinâmica inversa da planta através de uma rede neural artificial para ser usada como controlador. Três exemplos de aplicação foram resolvidos utilizando-se controladores projetados com o método inverso-direto. A primeira aplicação é o controle de vibrações em uma estrutura mecânica de parâmetros concentrados. O segundo exemplo de aplicação é o controle de vibrações de uma placa engastada em uma de suas extremidades. Neste caso, a placa engastada foi modelada utilizando-se o método de elementos finitos. No seguinte exemplo, o modelo da placa usado no exemplo anterior foi reduzido, deixando apenas os primeiros modos de vibração. No último exemplo tratou-se o problema de controle não colocado das vibrações em uma placa engastada. Os resultados foram analisados a partir da resposta temporal e da resposta em frequência do sistema em malha fechada. Para comparar os resultados obtidos utilizando-se o método de controle baseado em redes neurais artificiais, os exemplos citados anteriormente foram também resolvidos utilizando-se o método de controle ??. Os resultados obtidos demonstram que o método de controle baseado em modelo inverso usando redes neurais foi eficaz na resolução deste tipo de problema / Abstract: The goal of this work is to study a control method based on artificial neural networks applied to the vibration control of flexible structures problem. This work focuses in the direct-inverse control scheme which consists of identifing the inverse dynamics of the plant through an artificial neural network to be used as the controller. Three application examples using the direct-inverse method were solved. The first application is the vibration control in a mechanical structure of concentrated parameters. The second application example is the vibration control of a cantilever plate. The cantilever plate was modeled using the finite elements method. In the third example, a reduction of the cantilever plate model was made. In the last example a non-collocated control problem of vibration in a cantilever plate was treated. The results of the scheme were evaluated according to the temporal response and the frequency response of the closed-loop system. In order to compare the results obtained using the control method based on artificial neural networks, the previous examples were also solved using the ?? control method. The obtained results show that the control method based on inverse model using neural networks was effective in solving this kind of problem / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T04:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HuamanOrtiz_RonaldRichard_M.pdf: 3700691 bytes, checksum: e0c35e9a16c6fd36ae433ab9a61c6cbb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O projeto de sistemas de controle ativo de vibrações para estruturas flexíveis envolve a síntese de controladores que, geralmente, reduzem certos picos da resposta em frequência do sistema em malha fechada. Em alguns casos é requerido controlar unicamente um modo de vibrar específico do sistema em análise que pode estar associado a uma faixa de baixa, média ou alta frequência, o que demanda de um controle modal de vibrações. Neste trabalho, propõem-se três métodos alternativos para sintetizar controladores modais utilizando a teoria de controle H-infinito em uma configuração de controle por realimentação de saída. O primeiro método é implementado utilizando funções de ponderação as quais são introduzidas no problema de controle H-infinito para definir as características do controlador de maneira que este atenue a vibração do sistema na região em frequência correspondente ao modo que se deseja controlar (modo de interesse). O segundo método procura sintetizar controladores modais de menor ordem, utilizando uma planta reduzida. Essa planta reduzida contém unicamente a informação dinâmica do modo que se deseja controlar e é obtida através de uma transformação modal. O terceiro método procura melhorar o desempenho do controlador modal (conseguir uma maior redução da vibração do modo de interesse). Este método propõe sintetizar o controlador modal formulando um problema de otimização não linear onde as variáveis do controlador modal são as variáveis de otimização e a função objetivo é definida com valores específicos da resposta em frequência do sistema dinâmico. A solução deste problema de otimização é obtida utilizando o algoritmo de programação quadrática sequencial (SQP). Os três métodos são verificados utilizando o modelo de uma viga flexível engastada que é modelada através do método dos elementos finitos. Finalmente, os resultados obtidos são discutidos analisando as vantagens e desvantagens dos métodos propostos / Abstract: The design of active vibration control systems for flexible structures involves the tuning of controllers that reduce, generally, certain frequency resonance peaks of the close loop system. In some cases it is required to control a specific vibration mode of the system from a low, middle or high frequency range, demanding a modal vibration control. In this study it is proposed three alternative modal control methods using the H-infinity control theory in an output feedback control configuration. The first method is implemented using weighting functions which are introduced into the H-infinity control problem to define the characteristics of the controller so that it mitigates the system vibration in the frequency region that corresponds to a specific vibration mode (mode of interest). The second method attempts to synthesize lower order modal controllers, using a reduced plant. This reduced plant contains only the dynamic information of the vibration mode you want to control and is obtained through a modal transformation. The third method aims to improve the performance of the modal controller (to achieve a further reduction of the vibration mode of interest). This method proposes to synthesize the modal controller formulating a non-linear optimization problem where the variables of the modal controller are defined as the optimization variables and the objective function is defined with specific values of the frequency response of the dynamic system. The solution to this optimization problem is obtained using the sequential quadratic programming (SQP) algorithm. The three methods are verified using the model of a cantilever flexible beam that is modeled by the finite element method. Finally, the results are discussed considering the advantages and disadvantages of the proposed methods / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-03Bitstream added on 2014-06-13T18:31:08Z : No. of bitstreams: 1 goncalvesjr_r_me_ilha.pdf: 1793490 bytes, checksum: 31bd12dfbef20fead2490b33aa2d1148 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta uma análise teórica do desempenho de um sistema de controle ativo de vibração de rotores utilizando mancais magnéticos. O esquema de controle ativo proposto utiliza a estratégia de controle ativo feedforward sobreposta ao sistema de controle feedback dos mancais magnéticos. O desempenho desse sistema de controle foi analisado em função da flexibilidade dos rotores considerando o impacto do número e da localização dos atuadores e dos sensores de erro sobre a redução dos níveis de vibração desses rotores, tanto em termos de vibração global quanto em termos de vibração local. O sistema de controle foi aplicado em um modelo teórico de rotor desenvolvido através do método da matriz de impedância. / This work presents a theoretical analysis of the performance of a system of active control of rotor vibrations using magnetic bearings. The proposed scheme of active control uses a feedforward active control strategy superimposed on the feedback control system of the magnetic bearings. The performance of this control system was analyzed as a function of the rotor flexibility considering the impact and optimization of the actuators and error sensors placement on the reduction of vibration levels of these rotors, in terms of global vibration as well as in terms of local vibration of the rotor. The control system was applied to a theoretical rotor model developed by the matrix impedance method.

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:57:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcelMerlindos_M.pdf: 5016793 bytes, checksum: f37e8e9c24d066f039f997af537b3b4f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesse estudo foram aplicadas as técnicas de controle H1 em modelos de suspensões ativas veiculares. O interesse de controlar o sistema baseado nessa técnica está também no fato de que sua obtenção pode ser feita através da solução de problemas de otimização, sendo estes baseados no uso de Desigualdades Matriciais Lineares (LMI, do inglês Linear Matrix Inequalities), que proporciona flexibilidade na formulação de problemas de otimização e possui algoritmos eficientes para a solução. Esse estudo foi baseado em três modelos de suspensão diferentes, com dois, quatro e sete graus de liberdade. Uma suspensão deve proporcionar conforto e segurança aos passageiros. Baseado nisso, adotou-se como desempenho o deslocamento simultâneo das rodas relativo ao chão (segurança) e a aceleração vertical do veículo (conforto dos passageiros). Como sinal de medição, utilizou-se a aceleração vertical do veículo. O controlador foi obtido considerando incertezas do modelo (neste estudo consideradas como incertezas paramétricas). Todos os modelos de suspensão veicular com controle simulados apresentaram melhores resultados, reduzindo não só a resposta temporal do sistema como também a resposta em freqüência, melhorando o conforto e a segurança dos passageiros. Conclui-se assim que é possível controlar o sistema mesmo quando sujeito a incertezas de modelagem. Para a solução numérica do problema foi utilizado o software MATLAB 7.4 com dois pacotes livres de otimização: Yalmip e Sedumi / Abstract: In this study the techniques of control H1 were applied in active suspension models. The interest in controling the system using this technique is based on the fact that the solution can be obtained by solving optimization problems, which are based on the use of Linear Matrix Inequalities, providing flexibility during the problem formulation and with efficient algorithms to solve the problem. This study was based on three different suspension models with two, four and seven degrees of freedom. A suspension should provide comfort and security to the passengers. Based on this, the displacement of wheels on the ground (security) and the vertical acceleration of the vehicle (passengers comfort) were adopted as system performance. The vertical acceleration of the vehicle was the measured signal. The active suspension controller was designed considering uncertainties (in this study as parametric uncertainties). All active suspensions controled models simulated improved their results, reducing not only system's time response but also system's frequency response. This means an improvement of the passengers' safety and comfort. It was concluded that controlling the system even when it has uncertainties was possible. To solve the numerical problem the software MATLAB 7.4 was used with two free optimization packages: Yalmip and Sedumi / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica