ESTG - Mestrado em Engenharia Mecânica - Produção Industrial
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Browsing ESTG - Mestrado em Engenharia Mecânica - Produção Industrial by Field of Science and Technology (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias"
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- Movimentação de Cargas SuspensasPublication . Pedrosa, Daniela Sofia Duarte; Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa; Baptista, Diogo Pedro Ferreira NascimentoOs equipamentos de transporte e elevação de cargas são amplamente utilizados nos mais diversos setores industriais. Podem ser classificados em vários tipos de acordo com a sua configuração de movimento, nomeadamente ponte rolante, sendo este o mais comum em instalações produtivas, e que será o principal em estudo no presente trabalho. Estes equipamentos requerem um controlo manual rigoroso, para evitar oscilações nas cargas. Tais oscilações que, para além de diminuírem a eficiência e produtividade da tarefa, também representam um risco de segurança. Portanto, surge a motivação do estudo de movimentação de cargas suspensas, com o objetivo de demonstrar a viabilidade de controlar este tipo de equipamento de forma a reduzir o ângulo de oscilação da carga e a posicionar a carga com precisão no local desejado, horizontalmente e verticalmente Para o presente trabalho foi essencial rever a literatura relacionada com o tema, e estudar os conceitos teóricos relacionados com mecânica e sistemas de controlo. Através do projeto, foram realizadas modificações ao equipamento já existente no Laboratório de Robótica Avançada e Fábricas Inteligentes no Instituto Politécnico de Leiria, para possibilitar a elevação de cargas. Um modelo simplificado do equipamento foi criado e modelado, sendo definido em espaço de estados para implementação de um sistema de controlo, neste caso o controlo de realimentação de estados, aplicando o método de colocação de pólos, e adição de um observador. Este sistema de controlo foi implementando em software MATLAB para executar simulações, de modo a prever o comportamento do sistema. Através das simulações realizadas selecionou-se uma matriz de ganho adequada, conforme prioridades para o controlo do sistema, de modo a realizar testes experimentais. Analisando os resultados obtidos, de forma geral, o tempo de acomodação das três variáveis de saída, foi semelhante entre a simulação e a realidade, apesar das diferenças observadas nos gráficos. Comparando o movimento não controlado com o movimento controlado verificou-se que há uma melhoria no tempo de acomodação do ângulo de oscilação da carga: Enquanto a oscilação converge para 0º nos primeiros 10 segundos no movimento controlado, no movimento sem controlo a oscilação é aproximadamente 8º. De seguida, foi pré-definida uma trajetória para a carga suspensa, dividindo os seus troços numa equação paramétrica, e obtiveram-se resultados semelhantes entre o comportamento simulado e o experimental. Além disso, foi possível limitar o ângulo de oscilação a valores inferiores 0,6º. No último teste, foi considerado que o modelo do sistema era linear por troços, ou seja, o modelo do sistema varia conforme a medição do comprimento do cabo. Concluindo-se que esse modelo está mais próximo do modelo não linear do sistema, e verificou-se que, quando há variação do comprimento do cabo, o controlo com este modelo possui melhores resultados, sendo que o ângulo de oscilação teve uma amplitude entre [-1,1º;1º]. Pelos resultados obtidos, observou-se a diminuição do ângulo de oscilação da carga, e controlo da posição do carro e comprimento do cabo. Assim, confirma-se a possibilidade de controlo de equipamentos de transporte e elevação de cargas.