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Modelagem matemática e análise de um servoposicionador hidráulico

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Modelagem matemática e análise de um servoposicionador hidráulico

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Título Modelagem matemática e análise de um servoposicionador hidráulico
Outro título Modeling and analysis of a hydraulic servo positioner
Autor Marchioro, Mateus Kliemann
Orientador Perondi, Eduardo André
Data 2012
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Curso de Engenharia Mecânica.
Assunto Engenharia mecânica
[en] Directional valve
[en] Hydraulic servo positioner
[en] Modeling
Resumo Com o intuito de obter um modelo matemático que descreva o comportamento dinâmico de um servoposicionador hidráulico, foram propostos dois modelos matemáticos, um linear e outro não linear. Ao se efetuar a simulação no software Matlab Simulink® utilizando o modelo linear verificou-se a ocorrência de uma incoerência física resultante da não interrupção das vazões após o fechamento da válvula. Assim a inclusão de uma não linearidade neste modelo foi proposta a fim de solucionar esta incoerência. Em uma bancada experimental, localizada no laboratório de hidráulica da UFRGS, foram realizados ensaios experimentais com o objetivo de validar os modelos propostos e efetuar uma melhor estimativa do coeficiente de amortecimento viscoso utilizado nas simulações. Comparado com os resultados experimentais, o modelo não linear apresentou erro de posicionamento do cilindro de 8% para uma massa acoplada ao cilindro de 14 kg e de 4% para uma massa de 19 kg. Já, o modelo com a vazão linearizada apresentou um erro de 4% para uma massa de 14 kg e um erro menor que 1% para a massa de 19 kg.
Abstract In order to obtain a mathematical model that describes the dynamic behavior of a hydraulic servo positioner were proposed two mathematical models, one linear and one nonlinear. When making the simulation in Matlab Simulink ® using the linear model there was an occurrence of a physical inconsistency resulting from the non-interruption of the flow after the valve closure. Thus the inclusion of a nonlinearity in this model was proposed to resolve this inconsistency. In a bench trial, located in the hydraulics laboratory of UFRGS, experimental tests were performed in order to validate the proposed models and make a best estimate of the damping coefficient used in the simulations. Compared with the experimental results, the nonlinear model presents a positioning error of the cylinder about 8% for a block with 14 kg coupled to cylinder and from 4% for 19 kg coupled. Already the model with linear flow presents an error of 4% to a block with 14 kg and an error of less than 1% for 19 kg.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/61983
Arquivos Descrição Formato
000864217.pdf (1.468Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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