Otimização de filtros modais espaciais usando redes de sensores aplicados ao controle de vibrações de estruturas do tipo viga e placa (2015)
- Authors:
- Autor USP: SHIGUEOKA, AUGUSTO HIRAO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: DINÂMICA DAS ESTRUTURAS; SENSOR; VIBRAÇÕES
- Keywords: FILTRO MODAL; PARÂMETRO DISTRIBUÍDO
- Language: Português
- Abstract: Ao empregar a teoria de controle para a dinâmica de uma estrutura, é possível projetar um observador potencialmente complexo que a partir da leitura de apenas um sensor estime o estado do sistema e determine os modos de vibração presentes. Este trabalho, no entanto, estuda o uso de filtros modais em controle de vibrações, com a motivação de que essa estratégia dependa de menos componentes eletrônicos. O objetivo é encontrar um filtro modal que possua alto desempenho em malha fechada mesmo com um número reduzido de sensores. Primeiramente foi desenvolvido o modelo dinâmico do sistema em malha aberta, com posterior otimização do filtro modal por meio do método do ponto interior. Depois, foi desenvolvido o modelo dinâmico do sistema em malha fechada. A seguir, um algoritmo genético otimizou o sistema de controle de vibrações seguindo duas metodologias. A primeira considera apenas as posições dos sensores como variáveis de otimização, enquanto a segunda leva em consideração não só as posições dos sensores como também os ganhos do filtro modal e o ganho de retroalimentação de velocidade. Os resultados do estudo do sistema em malha aberta mostram que se trata se um problema de otimização não-convexa, mas todas as tentativas levaram a crer que o mínimo global tenha sido encontrado para a função objetivo proposta, baseada no desvio quadrático da função de resposta em frequência do filtro modal com relação a uma referência pré-estabelecida. Os resultados do estudo do sistema em malha fechada mostram que considerar as posições e os ganhos como variáveis de otimização levam a um filtro modal mais conveniente do que o que é obtido levando-se em consideração apenas as posições. Finalmente, a partir da interpretação dos resultados, conclui-se que mesmo com um filtro modal composto por 5 sensores é possível ainda desenvolver um sistemade controle de vibrações que seja de fase mínima. Apesar de existir spillover de observação do ponto de vista de um filtro modal, nota-se que todos os modos estão em fase, o que acaba por ser até benéfico para o sistema de controle de vibrações
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2015
- Data da defesa: 08.07.2015
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ABNT
SHIGUEOKA, Augusto Hirao. Otimização de filtros modais espaciais usando redes de sensores aplicados ao controle de vibrações de estruturas do tipo viga e placa. 2015. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25012017-163244/. Acesso em: 24 abr. 2024. -
APA
Shigueoka, A. H. (2015). Otimização de filtros modais espaciais usando redes de sensores aplicados ao controle de vibrações de estruturas do tipo viga e placa (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25012017-163244/ -
NLM
Shigueoka AH. Otimização de filtros modais espaciais usando redes de sensores aplicados ao controle de vibrações de estruturas do tipo viga e placa [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25012017-163244/ -
Vancouver
Shigueoka AH. Otimização de filtros modais espaciais usando redes de sensores aplicados ao controle de vibrações de estruturas do tipo viga e placa [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25012017-163244/ - Continuous optimization of discrete modal filters applied to flexible structures
- Simultaneous optimization of distribution and gain of piezoelectric sensor networks for the improvement of active vibration control
- Analysis of piezoelectric sensor networks for spatial modal filters and active vibration control
- On controlling, monitoring and harvesting energy from structural vibration using networks of distributed piezoelectric patches
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