Orientador: Jose Roberto de França Arruda

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: Neste trabalho visa-se basicamente analisar a influência de imperfeições no modelamento de uma estrutura flexível no seu controle ativo de vibrações. Inicialmente se dá atenção especial aos métodos de obtenção das coordenadas modais as quais, em poucas palavras, são variáveis que refletem o...

Resumo: Neste trabalho visa-se basicamente analisar a influência de imperfeições no modelamento de uma estrutura flexível no seu controle ativo de vibrações. Inicialmente se dá atenção especial aos métodos de obtenção das coordenadas modais as quais, em poucas palavras, são variáveis que refletem o comportamento temporal individual dos modos. São portanto essenciais ao controle modal, o qual se preocupa em agir somente sobre alguns modos. A seguir são descritas várias teorias de controle, seja ele conjunto (aplicado conjuntamente a um certo número de modos) ou individual (aplicado a cada modo individualmente). Uma nova formulação é apresentada, a qual permite aplicar o controle conjunto aestruturas com amortecimento não diagonalizável (não proporcional). U ma nova opção de controle através de cargas internas (atuadores internos à estrutura) também é obtida, a partir do equacionamento já desenvolvido. Descreve-se ainda a transformação dos esquemas de controle a tempo contínuo em esquemas a tempo discreto, visando à posterior aplicação de computadores digitais. Estabelece-se a seguir um critério para a determinação do maior incremento temporal !lt que pode ser usado no controle digital, de forma que o desempenho do controle não se deteriore demasiadamente. O. passo seguinte é a descrição do programa computacional montado para simular a aplicação do controle modal individual a tempo discreto. Este programa, que calcula as respostas livre e controlada da estrutura a um conjunto de condições iniciais, é então utilizado para a análise da interferência de alguns tipos de desvios de modelagem da estrutura no desempenho do controle que lhe é aplicado. Finalmente são apresentadas as conclusões, bem como propostas de continuidade ao presente estudo. Como principal conclusão pode-se apontar a insensibilidade do controle às alterações que foram aplicadas através dos testes realizados. De fato, aplicados desvios nos modelos físico ou modal, o desempenho do controle se manteve praticamente inalterado. Nem mesmo a presença de amortecim~nto do tipo não diagonalizável, quando do uso da teoria que não o prevê, provocou alterações significativas nos resultados

Abstract: The main ob jective of this study is to analyze the influence of model imperfections upon the performance of the active vibration control of continuous structures.Special attention is initially given to the determination of the modal coordinates, a necessary step when going from the...

Abstract: The main ob jective of this study is to analyze the influence of model imperfections upon the performance of the active vibration control of continuous structures.Special attention is initially given to the determination of the modal coordinates, a necessary step when going from the physical to the modal model. Modal coordinates are essential, therefore, when modal control is concerned. Various control theories are presented in the sequence. These theories provide the control of the modes both individually and in group. A new formulation is proposed that can be applied to systems with non-proportional damping, in which case a set of modes is controlled in group. Continuoustime formulations are converted to discrete-time ones. Since the control is expected to be applied with the use of computers, digitazing of the signals is a natural consequence. The use of "internal forces" (forces provided by exciters positioned between points on the structure) is shown to be an extension of the theory originally designed to deal with "external forces" (when the exciters are placed, for instance, between the structure and external fixed points). It follows a study about the length of the time interval ~t to be used when digitazing of the signals, which, if too large, may affect the performance of the control system. The following step is the description of the developed computer program that furnishes the free and controlled time responses of the structure to a set of initial conditions. This program applies individual modal control to a structure with proportional damping. The analysis of the influence of some model imperfections upon the performance of the control scheme is then investigated. Finally, the overall conclusions and suggestions for continuity of this study are presented. The main conclusion is that the applied control theory showed to be almost insensitive to the deviations present in the tests. The performance of the control did not change significant1y when deviations in the physical model or in the modal mo deI were applied. Not even the presence of some amount of non-diagonalizable damping, when using the theory that does not take it into account, did change the results substantially