Development of a force actuator for hybrid model tests in a wave tank. (2021)
- Authors:
- Autor USP: HUANG, ALEX SARATANI - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: EMBARCAÇÕES; TANQUES; SISTEMAS DINÂMICOS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Uma solução para superar limitações de ensaios com modelos em escala reduzida, como por exemplo conflitos de escala ou restrições de infraestrutura, ao mesmo tempo em que a complexidade do fenômeno físico é mantida, é utilizar ensaios com modelo híbrido. No ensaio com modelo híbrido, a subestrutura física (ensaida experimentalmente) e a subestrutura numérica (simulada no computador) interagem uma com a outra através de uma rede de sensores e atuadores. Assim, de forma a aplicar os efeitos desejados na subestrutura física, um controle preciso dos atuadores é necessário. Neste projeto, será desenvolvido uma atuador de forças para ensaios com modelo híbrido de uma embarcação em um tanque de ondas. Será empregada uma técnica de controle robusto (super-twisting sliding mode) para desenvolver o controlador do atuador de forças que consiste em uma servomotor que aplica uma força desejada através de uma linha conectada ao modelo de embarcação. Nós descrevemos a dinâmica do atuador de forças e desenvolvemos o controlador por modos deslizantes, levando em consideração as incertezas do sistema dinâmico (distúrbios externos, parâmetros desconhecidos ou dinâmicas não modeladas da planta). Então, o atuador de forças é validado experimentalmente. Foi analisada uma entrada degrau e uma entrada senoidal (0,1 a 2,0 Hz), com um movimento externo de distúrbio de até 1,5 Hz. O atuador desenvolvido apresentou bons resultados (erro absoluto médio inferior a 0,1 N para todos os testes), onde os erros de alta frequência (com picos de até 0,33 N) não devem apresentar um efeito significativo para a dinâmcia lenta dos ensaios com modelo híbrido. Concluímos que o atuador de forças será uma ferramenta valiosa nos ensaios com modelo híbrido.
- Imprenta:
- Data da defesa: 14.04.2021
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ABNT
HUANG, Alex Saratani. Development of a force actuator for hybrid model tests in a wave tank. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072021-110003/. Acesso em: 06 out. 2024. -
APA
Huang, A. S. (2021). Development of a force actuator for hybrid model tests in a wave tank. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072021-110003/ -
NLM
Huang AS. Development of a force actuator for hybrid model tests in a wave tank. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072021-110003/ -
Vancouver
Huang AS. Development of a force actuator for hybrid model tests in a wave tank. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072021-110003/
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