Projeto robusto e análise de incertezas em dispositivos ressonantes para coleta de energia (2018)
- Authors:
- Autor USP: MARTINS, PAULO HENRIQUE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: ROBUSTEZ; ENERGIA ELÉTRICA; PIEZOELETRICIDADE
- Language: Português
- Abstract: O estudo das vibrações é importante para prevenir danos em equipamentos ou mesmo evitar catástrofes de grande natureza. Nesse sentido, aproveitar a energia que seria dissipada na vibração e contribuir no controle do sistema representa um grande avanço tecnológico. O termo Energy Harvesting (Colheita de Energia) está relacionado ao contexto do aproveitamento energético, utilizando sistema de conversão para transformação da energia em eletricidade. Através de um dispositivo com viga engastada e massa inercial na extremidade, é possível realizar o estudo de vibração e coleta de energia, ao se considerar uma estrutura piezelétrica acoplada na viga e conectada a um circuito elétrico com resistor. Estruturas inteligentes que atuam na conversão de energia mecânica em elétrica, ou vice-versa, são fundamentais para esse estudo, o que motiva a inclusão dos sensores piezelétricos no projeto de dispositivos estudados e sujeitos a vibrações. Por outro lado, otimizar parâmetros de projeto é fundamental para aumentar a amplitude de vibração e tornar o processo com maior desempenho, tendo em vista maior captação de energia. Ainda, parâmetros otimizados podem estar sujeitos a incertezas do projeto e variações, devido a flutuações ambientais, como temperatura, pressão, propriedades dos materiais, geometria, etc. Por isso, técnicas robustas que tornem os projetos menos sensíveis a variações são interessantes para serem abordadas. Embora métodos de projetos robustos sejam eficientes, poucas pesquisas têm sido feitas na área da dinâmica de vibrações e alguns processos podem demandar tempo computacional dependendo do estudo ou projeto. Este trabalho tem como propósito abordar um método específico de projeto robusto focado em uma metodologia com matrizes chamadas ortogonais. Além disso, o método determinístico via algoritmo de Programação Sequencial Quadrático (SQP) é utilizado.O trabalho consiste numa abordagem para coleta de energia em um modelo de viga engastada, otimizando parâmetros e inserindo incertezas no sistema para análise de robustez e verificação de comprimentos adequados de vigas para os dispositivos. Os resultados mostram um aumento da energia coletada, analisando funções de resposta em frequências para saída de potência, diante de uma entrada de deslocamento no engaste do dispositivo, projetado via otimização determinística, além de aumento de robustez de acordo com certos critérios considerando circuito elétrico com resistência corretamente selecionada
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 22.02.2018
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ABNT
MARTINS, Paulo Henrique. Projeto robusto e análise de incertezas em dispositivos ressonantes para coleta de energia. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-24052018-162422/. Acesso em: 18 abr. 2024. -
APA
Martins, P. H. (2018). Projeto robusto e análise de incertezas em dispositivos ressonantes para coleta de energia (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-24052018-162422/ -
NLM
Martins PH. Projeto robusto e análise de incertezas em dispositivos ressonantes para coleta de energia [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-24052018-162422/ -
Vancouver
Martins PH. Projeto robusto e análise de incertezas em dispositivos ressonantes para coleta de energia [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-24052018-162422/ - Robust design and uncertainity analysis of an energy harvesting resonant device
- Análise de robustez para dispositivos coletores de energia com incertezas no engaste
- Improving the robust design of piezoelectric energy harvesters by using polynomial chaos expansion and multiobjective optimization
- Simplified robust and multiobjective optimization of piezoelectric energy harvesters with uncertain parameters
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