Sistema de detecção e isolamento de falhas para robô paralelo tipo Plataforma de Stewart

Abstract

A relevância da manutenção cresceu rapidamente na segunda metade do século XX, despontando como área de importância capital nos resultados de empresas ligadas aos setores petroquímico, aeroespacial, siderúrgico e outros. A transição da manutenção corretiva até a preditiva acompanhou o desenvolvimento tecnológico, sendo impulsionada em especial pelos avanços na instrumentação e na eletrônica. Neste contexto, apresenta-se o seguinte trabalho, que versa sobre o desenvolvimento de um sistema de manutenção preditiva baseado na metodologia de Detecção e Isolamento de Falhas, aplicado a um robô paralelo do tipo Plataforma de Stewart. Dentre as principais definições e propostas destacam-se: a implementação através da abordagem paramétrica, com gerador de resíduos do tipo vetor de paridade; o desenvolvimento de um limiar adaptativo baseado no sinal calculado de aceleração e o isolamento de falhas pelo método de resíduos direcionais. Nos testes realizados com o equipamento simularam-se alguns cenários, entre falhas e comportamento normal, dos quais se extraíram assinaturas das características de vibração do equipamento, usadas no desenvolvimento e treinamento dos algoritmos de detecção e isolamento de falha. Após validado, observou-se que o sistema é capaz de prover informações acerca das condições físicas da plataforma, principalmente no que diz respeito a presença ou não de falhas.

Along the last half of the XX century, maintenance matter grew tremendously, specially in highly automated systems, such as oil refining, aircrafts, steel industry and many others. Among all the emerging technologies, instrumentation and electronics rule as the main fuel for progress in the predictive maintenance area. The present work aims to explain the development of a predictive maintenance system based on the principals of the Failure Detection and Isolation method. The highlight features of the developed system are: a residual generator with parametric approach, based on the parity vector proposal; an adaptive threshold to achieve passive robustness in fault detection and a fault isolation algorithm based on the directional residuals approach. In order to develop and train the system, vibration signatures were collected during simulations with different dynamics and faults. The results provided by the frequency analysis and the Failure Detection and Isolation scheme led to the validation of the main goal of the system, which is being able to provide health information about the monitored machine.