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Título: Validação experimental de um modelo matemático representativo de um sistema pneumático de posicionamento
Título(s) alternativo(s): Experimental validation of a mathematical model representative of a pneumatic positioning system
Autor(es): Eurich, Alexandre Maier
Orientador(es): Cruz, Felipe Barreto Campelo
Palavras-chave: Controle pneumático
Medidores de fluxo
Modelos matemáticos
Pneumatic control
Flow meters
Mathematical models
Data do documento: 22-Ago-2014
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: EURICH, Alexandre Maier. Validação experimental de um modelo matemático representativo de um sistema pneumático de posicionamento. 2014. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014.
Resumo: Os sistemas pneumáticos de posicionamento são relativamente leves, limpos e de baixo custo, além de possuírem uma boa relação entre peso e potência. Estas características fazem destes sistemas uma boa opção de acionamento para as mais diversas aplicações. Verifica-se, entretanto, que esses mesmos sistemas apresentam algumas desvantagens dentre as quais se destacam suas não linearidades impostas principalmente pela compressibilidade do ar, pelos vazamentos do sistema, pelo atrito e pela zona morta e que acabam por dificultar sua modelagem, sendo estas, alvo de pesquisa de diversos autores. Neste contexto, observa-se que existe um ponto pouco explorado no que tange a modelagem matemática da dinâmica da válvula de controle adotada. Diversos autores negligenciam o comportamento da dinâmica destas válvulas sob a alegação de que esta é muito elevada comparada à dinâmica do restante do sistema. Frente a esta alegação, pretende-se, neste trabalho, dar continuidade a um processo de modelagem específico representativo do comportamento dinâmico de um sistema pneumático de posicionamento que inclui o comportamento dinâmico de uma válvula direcional proporcional reguladora de vazão, visando verificar sua validade. Os resultados para validação do modelo são obtidos por simulação computacional, os quais são posteriormente comparados a resultados experimentais e a dados referentes aos componentes adotados, extraídos a partir de catálogos dos fabricantes.
Abstract: Pneumatic positioning systems are relatively light, clean and of low cost presenting a good relationship between weight and power. These features make this kind of system a good choice of actuating for most applications. It appears, however, that these systems present some disadvantages among which stand out their nonlinearities imposed mainly by the compressibility of air, by the leaks of the system, by the friction and by the dead zone and that hinder its modeling, these being, target of study of several authors. In this context, it is observed that there is a point less explored then other ones, related to the mathematical modeling of the dynamics of the adopted control valve. Several authors neglect the dynamic behavior of these valves by considering it is very high compared to the rest of the system dynamic. Related to this claim, it is intended, in this paper, continue a specific modeling process, representative of the dynamic behavior of a pneumatic positioning system including the dynamic behavior of a proportional directional control valve, aiming check its validity. The results for the validation of the model are obtained by computer simulation, which are then compared to experimental results and to data of the adopted components, extracted from the datasheets of the manufacturers.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8718
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