Regarding the flexible structures and vibration area, this paper aims to develop, implement and validate an analytical and experimental model of cantilevered beam in order to analyze the natural frequencies and vibration modes through a prototype assembled in lab. The analytical model was obtained using the theory of Euler-Bernoulli beams and Lagrange formalism. To decouple the system associated variables was applied the assumed method. The analytical model implementation and simulation were developed using the MATLAB software. The data acquisition process was developed by LABVIEW software. Complementary tests regarding shaker and servo motors were performed and showed in order to aggregate for the experimental procedure. The experimental and analytical results of this paper present good approximation between them allowing the analytical model of cantilevered beam characterization. / Esta dissertação tem como proposta desenvolver, implementar e validar o modelo matemático e experimental de uma viga flexível simplesmente engastada, permitindo analisar as frequências naturais e modos de vibração, através de um protótipo montado em laboratório. O modelo analítico foi obtido utilizando-se a teoria de vigas de Euler-Bernoulli e o formalismo de Lagrange. Para discretização das variáveis acopladas ao sistema, foi utilizado o Método dos Modos Assumidos. Para a implementação do modelo analítico e a simulação dos resultados foi utilizado o software MATLAB. O processo de aquisição de dados experimentais foi desenvolvido utilizando o software Labview. Testes complementares relacionados à utilização de shaker e servo motor também são apresentados. Os resultados experimentais e analíticos apresentam boa aproximação entre si, permitindo validar o modelo analítico da viga em estudo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-09-28Bitstream added on 2014-06-13T20:27:40Z : No. of bitstreams: 1 palma_pht_me_ilha.pdf: 1160130 bytes, checksum: c476824cdee3537df7d1f3bd914fd37e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho é discutida a aplicação do controle ativo para atenuação de vibrações mecânicas em estruturas flexíveis. Como atuadores são utilizados os materiais piezelétricos, também conhecidos como materiais inteligentes. O projeto do controlador por realimentação de estados é desenvolvido utilizando a otimização H com restrições de projeto e, a solução matemática do problema é feita através de otimização convexa envolvendo Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs). Os estados utilizados para realimentar o sistema são estimados por um observador. Para modelar a estrutura a ser controlada, duas técnicas de identificação experimental são aplicadas: o Algoritmo de Realização de Autosistemas e a Exponencial Complexa. A aquisição dos dados para o processo de identificação é feita para uma limitada faixa de freqüência, apenas para os primeiros modos de vibrar. Os exemplos de aplicação experimental são feitos em uma estrutura do tipo placa e em uma estrutura do tipo treliça. A robustez do projeto do controlador é garantida pelos diferentes métodos e procedimentos de identificação do sistema, obtendo-se mais de um modelo. / In this work is discussed the application of active control to attenuation of mechanical vibrations in flexible structures. Piezoelectric materials are used as actuators, also known as smart materials. The controller design by state feedback is developed using the H optimization with project restrictions, where the mathematical solution of the problem is done by convex optimization involving Linear Matrix Inequalities (LMIs). The states used to feedback the system are estimated by an observer. Two experimental identification approaches are applied, in order to find the mathematical model of the structure: the Eigensysten Realization Algorithm and Complex Exponential. The data acquisition for the identification process is done in a limited frequency band, only including the first vibration modes. The examples of experimental application are done in two kinds of structures: plate and truss structures. The robustness of the controller design is guaranteed by different methods and procedures of identification of the system obtaining more than one model.