Simulação de Um Sistema Barra-Bola Com Compensação Em Malha Direta Do Peso Da Bola

EasyChair Preprint no. 12996

Abstract

O sistema barra-bola consiste em uma barra e uma bola a qual pode rolar ao longo da barra de acordo com a sua inclinação, apresentando um comportamento não linear. O torque na barra decorrente do peso da bola representa um percentual significativo das componentes não lineares do sistema barra-bola. Diante disso, este artigo tem como objetivo reduzir a influência dos termos não lineares sobre o sistema por meio do projeto e simulação de um sistema barra-bola com compensação em malha direta do peso da bola. Por meio de modelos linearizados, foi projetado um sistema de controle em cascata linear sintonizado por alocação de polos via protótipo de filtro passa-baixa de Bessel, que resultou em um processo de controle simplificado e em expressões matemáticas para os parâmetros dos controladores do sistema a partir de seus parâmetros construtivos. A simulação das respostas ao degrau do sistema barra-bola não linear mostrou que o peso da bola afetou significativamente a resposta temporal do sistema, com os demais termos não lineares não tendo influência significativa. A compensação do peso da bola por meio de um sinal de tensão adicional no motor elétrico fez seu comportamento ser praticamente idêntico ao modelo linearizado. Dessa forma, é possível concluir que a compensação em malha direta do peso da bola foi suficiente para atender aos requisitos de desempenho e aumentar a confiabilidade do método de controle linear aplicado no sistema barra-bola.

Keyphrases: barra-bola, compensação em malha direta, compensação em malha direta., controle em cascata, filtro de Bessel, Sistemas não lineares

@Booklet{EasyChair:12996,
  author = {João Pedro Lemos Morais and Ana Angélica Mathias Macêdo and Edil Jarles de Jesus Nascimento},
  title = {Simulação de Um Sistema Barra-Bola Com Compensação Em Malha Direta Do Peso Da Bola},
  howpublished = {EasyChair Preprint no. 12996},

  year = {EasyChair, 2024}}