Aplicação de métodos de controle em uma estrutura ativa de viga engastada com atuador de liga com memória de forma.

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: PEQUENO, Arthur Abrantes Paiva.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Instrumentação Eletrônica; Estrutura Ativa; Liga com Memória de Forma; Controle de Deformação; Estruturas Inteligentes; Sensores; Atuadores; Controladores; Electronic Instrumentation; Active Structure; Shape Memory Alloy; Deformation Control; Smart Structures; Sensors; Actuators; Controllers; Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9480

Segundo estudos mais recentes no ramo de estruturas inteligentes, o uso integrado de sensores, atuadores e controladores, capacitaria um sistema a responder de modo controlado a excitações externas, procurando compensar os efeitos que levariam os níveis de amplitude da resposta a se afastarem de patamares aceitáveis. Nesse contexto, é objetivo deste trabalho realizar o controle da posição de equilíbrio de uma viga em balanço utilizando um atuador de Liga com Memória de Forma (LMF) e extensômetros como sensores, aplicando diferentes técnicas de controle. Para tal, foi utilizada uma plataforma de de testes em que uma viga de aço está simplesmente engastada à uma coluna, enquanto um fio de LMF é conectado na extremidade oposta. Colados nas faces superior e inferior desta viga, estão extensômetros de resistência elétrica unidirecionais, para adquirir dados de deformação da viga. Nas extremidades do fio de LMF, foram conectados terminais elétricos por meio dos quais é possível prover o sinal de atuação. Para gerar o sinal de atuação, foi necessário realizar o projeto de um sistema de controle. Foram projetados, analisados e implementados dois métodos de controle para a estrutura ativa, fazendo a atuação da LMF por fonte de tensão e por fonte de corrente, para avaliar qual possui melhor viabilidade para controlar este tipo de estrutura. Os critérios utilizados na comparação foram os índices de erro de cada técnica, e a resposta em frequência das mesmas. Como controlador, foi usado o software de instrumentação virtual LabView executado num microcomputador pessoal, equipado com uma placa pciexpress fabricada pela National Instruments, modelo PCI-6036e, conectada à plataforma por meio de um bloco modelo BNC-2110. Assim, foi desenvolvido um instrumento virtual para implementar as técnicas de controle propostas. Foi verificado, baseado em resultados gráficos e índices de desempenho calculados, que o controle realizado com fonte de corrente apresentou melhores resultados em relação ao controle com fonte de tensão. Similarmente, foi constatado que a sintonia do controlador usando o método do lugar geométrico das raízes obteve melhores resultados que uma sintonia feita de modo automático pelo LabView. Ainda, foram feitos ensaios comparativos entre um atuador em forma de fio, com secção transversal circular, e um atuador de fio laminado, ou fita, onde a secção transversal é em forma retangular.