Controle Preditivo com modelo baseado no Operador de Koopman aplicado em uma estratégia Ativa Tolerante a Danos

• Processo: 24/08571-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Samuel da Silva
• Beneficiário: Fernanda Thaís Colombo
• Supervisor: Nazih Mechbal
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, França
• Vinculado à bolsa: 22/16271-2 - Controle ativo tolerante a danos em tempo real de estruturas flexíveis, BP.PD
• Assunto(s): Dinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise dirigida por dados | Controle preditivo baseado em modelo | Monitoramento da Saude Estrutural | Operador de Koopman | Dinâmica

Resumo

Além de mitigar vibrações indesejadas em uma estrutura, o controle ativo tolerante a danos (do inglês, damage-tolerant active control - DTAC) busca proporcionar desempenho adequado mesmo em casos onde há dano. O conhecimento prévio das características dos danos que podem ser impostos à estrutura permite o projeto de controladores que levem em conta os efeitos dos danos, mas esta pode ser uma hipótese muito limitante. Neste projeto, propomos aplicar uma estratégia baseada em dados de sensores já instalados pelo sistema de controle para reduzir a vibração e mitigar o impacto causado por danos à estrutura. Primeiro, será estimado um modelo baseado em dados utilizando o operador de Koopman que busca uma descrição linear da dinâmica de acordo com observações do sistema ao longo do tempo. A análise das propriedades espectrais deste operador, como autovalores e autovetores, permite monitorar a ocorrência de danos à estrutura. Segundo, este modelo linear da dinâmica atual será combinado com uma estratégia de controle preditivo baseado no modelo, que pode incorporar este modelo variante no tempo ao ajustar o problema de otimização em cada passo. Esta estratégia baseada em dados será investigada em um protótipo que inclui duas vigas de mesmo tamanho, mas com condições de saúde diferentes. Portanto, este projeto busca trazer novos resultados ao DTAC analisando os sinais de entrada e saída do sistema em tempo real.