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标题：Optimal linear control applied to vibro-impact structures
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作者：Rodrigo Francisco Borges Lourenço ; Fabio Roberto Chavarette ; Michael Dowglas de Gois Silva 等
期刊名称：Research, Society and Development
电子版ISSN：2525-3409
出版年度：2020
卷号：9
期号：7
页码：1-12
DOI：10.33448/rsd-v9i7.3708
出版社：Grupo de Pesquisa Metodologias em Ensino e Aprendizagem em Ciências
摘要：Muitos equipamentos mecânicos, ao realizar suas funções, geram algum tipo de ruído. Esses ruídos podem se apresentar em forma de vibrações mecânicas, representadas por velocidades, acelerações e deslocamentos. Essas vibrações, na maioria das estruturas, são consideradas com algo indesejado. Mas, vale ressaltar, que em algumas aplicações elas são necessárias para manter o bom funcionamento de máquinas e equipamentos, como por exemplo em furadeiras de impacto, rolos compressores, entre outros. A fim de representar modelos físicos experimentais de forma numérica, é comum a utilização de softwares computacionais que simulem seu comportamento dinâmico. Isso ajuda a prever falhas de projeto e evitar acidentes, impactando em economia de tempo e, consequentemente dinheiro. Neste trabalho, realizou-se a análise do comportamento dinâmico de um sistema sob supressão de impacto. O parâmetro de variação utilizado foi a frequência de excitação, e de acordo com os parâmetros estudado, notou-se um comportamento caótico da estrutura. Diante disto, afim de atenuar esse comportamento caótico, desenvolveu-se um projeto de controle linear ótimo (LQR), e sua implementação apresentou-se de forma eficiente, reduzindo a amplitude dos parâmetros de resposta, e minimizando as trajetórias caóticas da estrutura.↓Muchos equipos mecánicos, al realizar sus labores, originan algún tipo de ruido. Estos ruidos pueden ser en forma de vibraciones mecánicas, representadas por velocidades, aceleraciones y locomociones. Estas vibraciones, en la mayoría de las estructuras, son consideradas un poco indeseadas. Sin embargo, vale la pena mencionar que, en algunas utilizaciones, son necesarias para mantener el buen funcionamiento de máquinas y equipos, como ejemplo tenemos taladros de impacto, rodillos compresores, entre otros. Con el propósito de representar modelos físicos experimentales numéricos, es común utilizar softwares de computadoras que simulan su comportamiento dinámico. Lo cual ayuda a predecir las fallas del proyecto y prevenir accidentes, ahorrando tiempo y, por ende, dinero. En este trabajo, se demuestra el comportamiento dinámico de un sistema de impacto vibratorio. Desde la variación de la frecuencia de excitación, se observó un comportamiento desordenado. En consideración a esto, se desarrolló el diseño de un controlador lineal óptimo (LQR), con el propósito de sutilizar las vibraciones en las regiones operativas, en las que el sistema es inestable. Se ha demostrado que la estrategia óptima de control lineal demuestra la efectividad para este tipo de situación y puede usarse para reducir el daño, evitando pérdidas económicas, biológicas y materiales.
其他摘要：Many mechanical equipment, when performing their functions, generate some type of noise. These noises can be mechanical vibrations, represented by speeds, accelerations and displacements. In most structures, these vibrations are considered unwanted. However, it is worth mentioning that, in some applications, they are necessary to maintain the proper functioning of machines and equipment, such as impact drills and compressor rollers. In order to represent experimental physical models numerically, it is common to use computer software that simulates their dynamic behavior. This helps to predict project failures and prevent accidents, saving time and, consequently, money. In this work, an analysis of the dynamic behavior of a system under impact suppression was performed. The variation parameter used was the excitation frequency, and according to the studied parameters, a chaotic behavior of the structure was noted. Therefore, in order to mitigate this chaotic behavior, an optimal linear control project (LQR) was developed, and its implementation was presented efficiently, reducing the amplitude of the response parameters, and minimizing the chaotic trajectories of the structure.
关键词：Estabilidade estrutural; Vibrações mecânicas; Caos;Estabilidad estructural;Vibraciones mecánicas;Caos.
其他关键词：Structural stability;Mechanical vibrations;Chaos.