Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1
235295.pdf: 2909566 bytes, checksum: a55c6524e8d1cd27abedecfd123c49c8 (MD5) / O presente trabalho trata do projeto e implementação experimental de controladores para o seguimento de trajetórias em um atuador hidráulico constituído por uma válvula direcional proporcional assimétrica e um cilindro diferencial de dupla ação. Os atuadores hidráulicos possuem grande potencial de aplicação nas indústrias de construção civil, equipamentos agrícolas, manuseio de materiais, mineração, siderurgia, aviação, marinha, processos de manufatura e lazer devido, dentre outras vantagens, a uma alta relação força/dimensão e flexibilidade de instalação. Todavia, estes atuadores apresentam características dinâmicas e não-linearidades que dificultam o seu controle em malha fechada em aplicações que requerem alto desempenho. Neste trabalho, analisa-se a influência da dinâmica da válvula direcional proporcional no comportamento do sistema e no projeto e desempenho dos controladores clássicos (P, PI, compensador de avanço e atraso de fase e controlador de estados), do controlador proporcional com "forward loop" e do controlador em cascata fixo (CC) com e sem compensação do vazamento. Para tanto foram feitos modelos lineares e não-lineares de 3a e 5a ordem do atuador hidráulico, onde os modelos de 3a ordem desconsideram a dinâmica da válvula e os modelos de 5a ordem consideram tal dinâmica. É proposto um modelo não-linear para representar o vazamento interno na válvula direcional proporcional e a inclusão de um termo na lei de controle do controlador em Cascata para compensar tal vazamento. Analisa-se a influência de perturbações externas (força peso e força de mola) no controle de posição e seguimento de trajetória aplicados ao atuador hidráulico, utilizando uma bancada de testes vertical, onde é possível aplicar força externa e carregamentos variáveis no atuador hidráulico, simulando situações reais vividas por esses componentes no meio industrial. A zona-morta da válvula é identificada e compensada através da análise da dinâmica das pressões no sistema de atuação. Resultados experimentais ilustram as principais características dos controladores, permitindo estabelecer uma relação custo/benefício dos mesmos, uma vez que o número de sensores envolvidos e a capacidade computacional requerida variam de acordo com o tipo de controlador.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/88367 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Pereira, Pedro Ivo Inacio |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Guenther, Raul, De Negri, Victor Juliano |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 163 f.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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