Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9480
Title: Aplicação de métodos de controle em uma estrutura ativa de viga engastada com atuador de liga com memória de forma.
Other Titles: Application of control methods in an active shape memory alloy actuator crimp structure.
???metadata.dc.creator???: PEQUENO, Arthur Abrantes Paiva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ROCHA NETO, José Sérgio da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Antonio Marcus Nogueira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: ARAÚJO, Carlos José de.
Keywords: 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
Issue Date: 15-Jan-2011
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: PEQUENO, Arthur Abrantes Paiva. Aplicação de métodos de controle em uma estrutura ativa de viga engastada com atuador de liga com memória de forma. 2011. 117f. (Dissertação) Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2011.
???metadata.dc.description.resumo???: 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.
Abstract: According to recent studies in the field of smart structures, the integrated use of sensors, actuators and controllers, could enable any system to respond as controlled to external excitations, compensating effects that would take the response amplitude levels away from acceptable. It an objective of this work to control the equilibrium position of a cantilever beam, using samples of SMA as actuators, strain gauges as sensors, and using different control techniques. For this overview, a studies platform was used, where a steel beam is simply riveted to a column, and secure with the SMA sample at the opposite end. Attached on the top and bottom faces of this beam, we have unidirectional electrical resistance strain gages, so that we can acquire data from the beam deformation. At the SMA both ends, electrical terminals are connected in a way that is possible to provide the signal for action. To generate this signal operation, it was necessary to design a control system. We designed and implemented two control techniques for this structure, making the acting of the alloy by a voltage source and current source, and evaluate which one has better viability to control this type of structure. The criteria to be used for comparison are the error rates of each technique, and frequency response of the same. As controller, the LabView virtual instrumentation software was used running on a microcomputer equipped with a PCI-Express card manufactured by National Instruments, model PCI-6036e, which must be connected to the platform by means of a block model BNC-2110. So the order is also working to develop a virtual instrument to implement the proposed control techniques. It was found, based on graphical results and performance indices calculated that the control achieved with current source showed better results compared with the control voltage source. Similarly, it was found that tuning the controller using the root locus obtained better results than a tune done automatically by LabView. Still, comparative tests were made between an actuator in the form of wire with circular cross section, and an actuator wire rod or tape, where the cross section is rectangular in shape.
Keywords: 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
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9480
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ARTHUR ABRANTES PAIVA PEQUENO - DISSERTAÇÃO PPGEE 2011.pdfArthur Abrantes Paiva Pequeno - Dissertação PPGEE 20114.18 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.