Identificação e controle tolerantes a falhas em sistemas rotativos

• Processo: 15/20363-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de junho de 2016 - 31 de maio de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
• Beneficiário: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Domingos Alves Rade
• Pesquisadores associados: Airton Nabarrete ; Gregory Bregion Daniel ; Helio Fiori de Castro ; Henrique Leandro Silveira ; Ricardo Ugliara Mendes ; Robson Pederiva ; Thiago de Paula Sales ; Tiago Henrique Machado
• Auxílios(s) vinculado(s): 19/25906-9 - Identificação baseada em modelos para detecção de múltiplas falhas em máquinas rotativas, AV.EXT; 19/00974-1 - Monitoramento da condição e prognóstico de mancais considerando incertezas, AP.R SPRINT; 18/13939-7 - 10th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics - IFToMM 2018, AR.BR; + mais auxílios vinculados 18/01919-1 - Desenvolvimento de uma metodologia baseada em modelos para detecção e identificação de falhas em máquinas rotativas, AV.EXT; 17/18629-3 - Identificação de parâmetros de sistemas rotativos sujeitos a não linearidades do filme de fluido e desgaste, AV.EXT; 17/23671-9 - 14th INTERNATIONAL CONFERENCE of Dynamical Systems Theory and Applications, AR.EXT; 16/13431-8 - 11th International Conference on Vibrations in Rotating Machinery - VIRM 11, AR.EXT - menos auxílios vinculados
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/11063-0 - Aplicação do método da máxima entropia em parâmetros de modelos de falhas de máquinas rotativas, BP.IC; 19/11070-6 - Efeitos de falha por ovalização de mancais hidrodinâmicos na resposta dinâmica de máquinas rotativas, BP.IC; 19/04503-3 - Propagação de incertezas e análise de confiabilidade aplicadas a sistemas rotativos, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 19/01419-1 - Modelagem de empenamento de eixos através de elementos finitos de vigas curvas, BP.IC; 18/11298-4 - Desenvolvimento de um mancal hidrodinâmico ativo para aplicação em sistemas rotativos, BP.DR; 18/21581-5 - Avaliação experimental de um modelo de falha por desgaste em mancais hidrodinâmicos, BP.PD; 18/05703-3 - Balanceamento de rotores utilizando ressonância de combinação paramétrica, BE.PQ; 17/23420-6 - Propagação de incertezas e análise de confiabilidade aplicadas a sistemas rotativos, BP.PD; 17/07507-4 - Modelo de cavitação em mancal hidrodinâmico para aplicação em máquinas rotativas, BP.IC; 17/04482-0 - Flexible coupling model in rotor-bearing systems, BP.IC; 16/20975-4 - Efeito da cavitação em mancais hidrodinâmicos no comportamento dinâmico de rotores, BP.MS; 16/16480-0 - Metodologia para estimação da probabilidade de detecção baseada em modelo aplicada ao monitoramento de integridade estrutural de sistemas rotativos, BP.MS; 16/13059-1 - Controle com parâmetros linearmente variantes aplicado a máquinas rotativas, BP.DD; 16/13223-6 - Estimação e quantificação de incertezas aplicados em modelos de falhas de máquinas rotativas, BP.DD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Rotor Máquinas rotativas Estruturas offshore Mancais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: faults identification | faults modeling | robust controllers | rotor dynamics | Uncertainty Analysis | Dinâmica de Rotores

Resumo

Motivados pelo progresso da pesquisa em "máquinas rotativas inteligentes" com vistas a prolongar o tempo de vida útil, a segurança e a disponibilidade de máquinas rotativas, o foco principal deste projeto é o desenvolvimento de uma estratégia generalista, baseada na ampla aquisição de informações através de sensores, e que processa essas informações para o diagnóstico de falhas, sendo capaz de reagir a ocorrência ou a progressão de falhas através da criação de uma ação de controle adequado. Esta estratégia de controle tolerante a falhas é aqui desenvolvida para sistemas rotativos, suportados por mancais hidrodinâmicos, sendo estes equipamentos estratégicos em usinas de geração de energia convencionais e off-shore. Assim, as possíveis aplicações industriais destinadas aos resultados aqui obtidos são, principalmente, associadas às máquinas rotativas para geração de energia. Frente à complexidade dos sistemas mecânicos considerados, as incertezas são inevitáveis e devem ser devidamente considerados nas diferentes fases do projeto, incluindo a avaliação de propagação de incertezas, identificação de parâmetros a partir de modelos de incertezas e/ou contaminação de respostas dinâmicas por ruído, avaliação da confiabilidade, e controle robusto na presença de incertezas. Neste contexto, as habilidades de especialistas em modelagem de sistemas rotor-mancais-estruturas (especialmente os apoiados por mancais hidrodinâmicos), diagnóstico e identificação de falhas, propagação de incertezas e análise de confiabilidade, e finalmente, controle ativo de vibrações para tais sistemas, serão combinadas. As falhas a serem considerados no modelo envolvem modelagem linear e não linear de componentes críticos do sistema rotativo, considerando os efeitos de desbalanceamento, desalinhamento de eixos, cavitação e desgaste de mancais e efeitos dinâmicos estruturais. Com base nos modelos teóricos de falhas, os métodos de detecção e isolamento de falhas (FDI) devem ser configurados para fornecer informações precisas sobre a ocorrência de falhas no sistema. Com base nesta informação, um controlador de estabilização e redução de vibrações deve ser aplicado. Controladores robustos serão aplicados contabilizando eventuais não linearidades e variações das falhas. A influência das incertezas, sobre o desempenho de métodos FDI, e os níveis de confiabilidade do sistema controlado devem ser avaliados. As estratégias e os modelos desenvolvidos serão validados em bancos de testes de rotores com diferentes características, principalmente para rotores apoiados em mancais hidrodinâmicos, sob ação de um atuador eletromagnético, permitindo a realização das estratégias consideradas para falhas com características distintas. Este trabalho, portanto, visa o progresso do conhecimento nesta área, a fim de promover a aplicabilidade industrial dos métodos investigados. (AU)

Publicações científicas

(48)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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