Modelagem matemática de uma bancada experimental acionada hidraulicamente para simulação de aclives

Abstract

Neste trabalho apresenta-se a modelagem matemática da dinâmica de uma bancada acionada hidraulicamente para simulação de aclives. Os sistemas hidráulicos são um conjunto de elementos físicos convenientemente associados, que utilizando um fluído óleo-hidráulico como meio de transferência de energia, permite a transmissão e controle de forças e movimentos. Os sistemas hidráulicos são usados onde há necessidade de forças e torques relativamente altos, alta velocidade de resposta para o início, parada e reversão da velocidade. Os atuadores hidráulicos têm grande aplicação em sistemas industriais, em robótica, simuladores de movimento, plantas automatizadas, exploração de minérios, prensas, entre outras. As características dinâmicas do sistema e as não linearidades presentes nos atuadores hidráulicos dificultam seu controle e, conseqüentemente, precisam ser estudadas para melhor definição das estratégias de controle. O objetivo deste trabalho é realizar a modelagem matemática e a simulação computacional da dinâmica de uma bancada acionada por atuadores hidráulicos para simulação de terrenos inclinados e, posteriormente, validar experimentalmente o modelo no protótipo de uma bancada construído em laboratório. Para realizar a modelagem matemática do sistema hidráulico da bancada utilizam-se as equações da dinâmica da bancada, da vazão nos orifícios da válvula, da variação das pressões nas câmaras do cilindro, do atrito dinâmico e a equação do movimento da carga do cilindro. Após a modelagem matemática, implementou-se o modelo na forma de diagrama de blocos no MatLab/Simulink para posterior análise e interpretação dos resultados da simulação. Os resultados obtidos ilustram o comportamento dinâmico da bancada com acionamento hidráulico. A partir dos resultados obtidos, pretende-se contribuir para a elaboração de estratégias de controle e também para a realização de melhorias e modificações em protótipos experimentais de inovações em máquinas agrícolas. A contribuição desta dissertação consiste no acoplamento do modelo matemático de um atuador hidráulico do modelo dinâmico do movimento do mecanismo da bancada.