Controle da suspensão eletromagnética de um veículo MAGLEV. / Control of the electromagnetic suspension of a MAGLEV vehicle.

AUTOR(ES)

Eduardo Alves da Costa

DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

O controle e otimização da operação da suspensão eletromagnética de um protótipo de veículo MAGLEV são apresentados neste trabalho. Este tipo de sistema é inerentemente instável e altamente não linear, sendo um excelente exemplo para o estudo e comparação de diferentes metodologias de controle. Nos últimos anos, experiências significativas com veículos levitados têm ganhado força. A arquitetura do veículo consiste de quatro atuadores eletromagnéticos, quatro sensores de entreferros e quatro acelerômetros, todos instalados nos cantos do veículo. A dinâmica do sistema é descrita através de três modelos matemáticos diferentes: modelo de corpo rígido com três graus de liberdade (movimentos vertical, de rolagem e de arfagem), modelo de corpo não rígido, onde está presente mais um grau de liberdade (movimento de torção), e modelo SISO com quatro movimentos verticais independentes. Blocos de compatibilização de variáveis são utilizados devido à diferença no número de variáveis do modelo matemático com o número de variáveis medidas e de atuação disponíveis no veículo. Os acelerômetros, usados para estimar as velocidades do veículo, foram instalados com o objetivo de estudar-se o controle ótimo da suspensão por realimentação de estados com o emprego da técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) e utilização do método do lugar das raízes para definição dos pólos de malha fechada. Para efeito de comparação foi implementado um controle H IND.2 /H INFINITO por realimentação da saída. Controladores independentes para cada grau de liberdade foram simulados no software MATLAB e depois implementados e testados no veículo utilizando uma placa de aquisição de dados instalada no microcomputador. A preocupação principal do projeto dos controladores foi a estabilidade do sistema na ocorrência de perturbações que desviem o entreferro de seu valor nominal.Exceto para o sistema com controle RLQ e modelo de corpo rígido, os resultados experimentais obtidos com o protótipo mostram que o sistema em malha fechada é estável e apresenta uma resposta transiente satisfatória. O sistema com controle RLQ e modelo de corpo não rígido apresentou a melhor performance entre todas as alternativas testadas.

ASSUNTO(S)

maglev controle control modelagem matemática levitação magnética maglev electromagnetic levitation

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