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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40303| Título: | Modelagem e controle de um aeropêndulo |
| Título(s) alternativo(s): | Modeling and control of an aeropendulum |
| Autor(es): | Lima, Pedro Henrique da Costa |
| Orientador(es): | Montezuma, Marcio Aurelio Furtado |
| Palavras-chave: | Hélices Modelagem Sistemas de controle por realimentação Propellers Modeling Feedback control systems |
| Data do documento: | 3-Jul-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | LIMA, Pedro Henrique da Costa. Modelagem e controle de um aeropêndulo. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2024. |
| Resumo: | O presente trabalho busca o desenvolvimento de um controle seguidor por realimentação de estados para uma plataforma experimental de aeropêndulo de um grau de liberdade, atuado por dois conjuntos motor-hélice. O sistema é modelado através da linearização da equação diferencial ordinária de segundo grau que rege seu comportamento dinâmico, tal modelo é utilizado nas simulações do sistema. A identificação dos parâmetros do sistema é realizada através de métodos de otimização utilizando dados da posição angular da vibração livre amortecida do pêndulo coletados experimentalmente. Os atuadores são modelados utilizando funções polinomiais de sétimo grau que se adequam ao seu comportamento analisado experimentalmente, no decorrer do trabalho, optou-se por utilizar uma simplificação deste comportamento representado por uma função linear para minimizar oscilações predatórias no sistema. Com os modelos obtidos, implementou-se a técnica de controle seguidor por realimentação de estado com atribuição de autoestrutura visando controlar a posição angular do aeropêndulo. Para implementação do controle na planta, utilizou-se a placa de aquisição PCI-6602-NI da National Instruments integrada ao software MATLAB/Simulink. Como forma de validação do trabalho, o controlador é aplicado na bancada experimental, sendo os seus resultados comparados com a resposta simulada do sistema. Os resultados foram satisfatórios, visto que o controlador foi capaz de minimizar o erro do sinal controlado mesmo sendo desenvolvido utilizando um modelo linear da planta. |
| Abstract: | The current work seeks the development of a reference follower with state space feedback applied to an aeropendulum experimental setup of one degree of freedom, actuated by two motor-propellers. The system is modelled through the linearization of the second order ordinary differential equation that represents its dynamic behavior, such model is used for simulating the system. The system parameters identification is carried out with optimization methods using experimental data acquired from the angular position of the pendulum under free dumped vibration. The actuators are modelled with a seventh-degree polynomial function that fit its behavior observed experimentally. Through development, a simpler linear function is used to minimize critical oscillation of the system. The models on hand, a reference follower controller with state space feedback is implemented using auto structure assignment aiming to control the pendulum angular position. The controller is implemented on the experimental workbench using the acquisition board PCI-6602-NI provided by National Instruments integrated with the software MATLAB/Simulink. As the validation method, the controller is applied on the experimental setup, and its results are compared to the simulation response data of the system. The results are satisfactory due to the controller being able to minimize the error of the controlled signal even though it is developed utilizing a linear model of the plant. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40303 |
| Aparece nas coleções: | CP - Engenharia Mecânica |
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