Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work deals with active vibration control of flexible rotors. Vibratory control behavior of
a horizontal rotor containing two disks and suported by bearings on its extremities was
studies numericaly and experimentaly. Numerical simulations was perfomaded using
Finite Element Method (FEM). The target control was to atenuate the vibration of first 4
bending modes by using of a Linear Quadratic Regualdor. A modal method was required
to reduce the model size and make the model controllable. A state observer estimated the
modal state coordenates necessary to model method. The control forces were applied
over the structure by piezeletric stack actuators. These actuators were orthogonally
arranged in control plane locatted in one of bearings bearings of the rotor. The
experimental identification of stiffness of active bearings compoments and MEF model
ajust was carrifully conducted. The sucsses of metholody was intrically related to this work
part, that has allowed the accured calculation of the contol force. Experiments were
carried out in a rotor test rig. Optimal modal Controller performance has been tested to
various operation conditions and differents excitation forces, like rotor at rest, steady state
rotation and transiente rotation. Numerical and experimental results attest the sucsses of
control strategy and shows the potentiality of stack piezelectric actuators in the active
vibration control to rotordynamics field. / Este trabalho trata do controle ativo de vibração de rotores flexíveis. Um rotor horizontal
de dois discos apoiado em dois mancais em suas extremidades foi estudo no que tange o
aspecto de controle, tanto no âmbito numérico como experimental. As simulações
numéricas foram feitas empregando-se o Método dos Elementos Finitos (MEF). Um
controlador ótimo do tipo Regulador Quadrático Linear foi utilizado para atenuar as
vibrações dos 4 primeiros modos de flexão do rotor. Empregou-se um método modal para
reduzir o tamanho modelo e torná-lo então controlável. O uso de tal método gerou a
necessidade de se estimar os estados modais através de um observador de estados. O
tipo de atuador escolhido para aplicar a força de controle sobre a estrutura foi um atuador
piezelétrico do tipo pilha (piezeletric stack actuator). Os atuadores foram dispostos
ortogonalmente num plano de controle localizado num dos mancais do rotor. A
determinação experimental da rigidez dos elementos que componham o mancal ativo,
onde se localizava os atuadores, e o ajuste destes valores no MEF foi etapa conduzida
cuidadosa. O sucesso da metodologia de controle se atribui em grande parte a esta etapa
que permitiu um cálculo preciso da força de controle. As simulações foram feitas numa
bancada experimental devidamente instrumentada para os testes. A performance do
controlador modal ótimo foi testada para diversas condições de funcionamento do rotor
em questão e diferentes fontes excitação. A saber: Rotor em repouso, rotor em regime de
rotação permanente, rotor em regime de rotação transiente. Os resultados obtidos, tanto
numéricos como experimentais, mostram o sucesso da metodologia empregada e as
potencialidades do uso do tipo de atuador aqui empregado para o campo do controle
ativo de vibração de rotores. / Doutor em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14671 |
| Date | 09 October 2006 |
| Creators | Simões, Ricardo Corrêa |
| Contributors | Hagopian, Johan Der, Steffen Júnior, Valder, Clapis, Antonio Pedro, Lepore Neto, Francisco Paulo, Pederiva, Robson, Nascimento, Luiz de Paula do |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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