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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2008.tde-17012011-143202
Document
Author
Full name
Édson Mulero Gruppioni
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2008
Supervisor
Committee
Marques, Flavio Donizeti (President)
Benini, Guilherme Ribeiro
Goes, Luiz Carlos Sandoval
Greco Junior, Paulo Celso
Rade, Domingos Alves
Title in Portuguese
Controle aeroelástico por lógica difusa de uma asa flexível não-linear com atuadores piezelétricos incorporados
Keywords in Portuguese
Aeroelasticidade não-linear
Asa inteligente
Atuador piezelétrico
Controle ativo
Lógica difusa
Abstract in Portuguese
As estruturas aeronáuticas estão sujeitas a uma variedade de fenômenos aeroelásticos que podem comprometer o desempenho das aeronaves. Com o desenvolvimento de novos materiais, essas estruturas têm se tornado mais leves e flexíveis, e portanto mais sujeitas a problemas aeroelásticos, tais como flutter e buffeting. Pesquisadores têm trabalhado em soluções alternativas para resolver esses problemas aeroelásticos indesejáveis. Uma dessas soluções envolve o conceito de estruturas inteligentes, que são aquelas que apresentam atuadores e sensores incorporados, integrado com sistema de controle e processamento de sinal, possibilitando a adaptação do sistema estrutural a mudanças nas condições operacionais. Modelos matemáticos que incorporam elementos atuadores e sensores são de grande importância nas fases preliminares de análise de estruturas aeronáuticas inteligentes. Neste contexto, métodos de modelagem são necessários para capturar a ação da dinâmica estrutural e de carga aerodinâmica. O presente trabalho apresenta o estudo de um controlador difuso ativo para resposta aeroelástica de uma asa inteligente com atuadores piezelétricos incorporados. Características não-lineares da resposta aeroelástica são analisadas para condições críticas de flutter. É utilizado o método de elementos finitos para o modelo estrutural não-linear e o método de malha de vórtices para o modelo aerodinâmico não-estacionário.
Title in English
Aeroelastic control by fuzzy logic of a nonlinear flexible wing with embedded piezoelectric actuators
Keywords in English
Active control
Fuzzy logic
Nonlinear aeroelasticity
Piezoelectric actuator
Smart wing
Abstract in English
Aeronautical structures are submitted to a variety of aeroelastic phenomena that may compromise its performance. With this development of new materials, aeronautical structures have become lighter, more flexible, and more subjected to aeroelastic problems, such as flutter and buffeting. Researchers have been working on alternatives to solve these undesired aeroelastic problems, as the recent concept of smart or intelligent structures. Smart structures are those that present embedded sensors and actuators, integrated with control systems and signal processing, to enable the adaptation of the structural system to changes in the operational conditions. Mathematical models that incorporate actuator elements or sensors are of great importance in preliminary phases of analysis of smart aeronautical structures. In this context, modeling methods are necessary to capture dynamic-structural behavior and unsteady aerodynamic loading. The present work is the study of an active fuzzy controller for aeroelastic response of a smart wing with embedded piezoelectric actuators. Nonlinear characteristics of aeroelastic responses are analyzed for critical flutter conditions. The finite elements method for the nonlinear structural model and vortex-lattice method for the unsteady aerodynamic model has been used.
 
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gruppionitese.pdf (2.18 Mbytes)
Publishing Date
2011-02-07
 
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