A utilização de materiais piezelétricos como sensores e atuadores em diferentes estratégias de controle e também para coleta de energia tem sido reportada na literatura. Este trabalho combina o uso simultâneo de materiais piezelétricos para atuação e coleta de energia para obter um esquema de controle aeroelástico ativo e autoalimentado experimentalmente verificado. Um circuito elétrico autoalimentado que calcula o sinal de atuação baseado nas saídas elétricas de elementos piezelétricos sensores e também realiza coleta de energia é discutido. A energia de atuação é totalmente proveniente da energia colhida, que também alimenta elementos elétricos ativos do circuito. Um modelo equivalente elétrico de uma seção típica eletromecanicamente acoplada com dois graus-de-liberdade é utilizado nas simulações. O modelo equivalente elétrico é uma ferramenta útil para investigar o comportamento da seção típica eletromecanicamente acoplada combinada com diferentes circuitos, incluindo o circuito autoalimentado para controle ativo. Previsões numéricas do comportamento aeroelástico da seção típica em circuito aberto e em curto circuito (malha aberta) e também considerando o circuito de controle autoalimentado (malha fechada) são comparadas com resultados experimentais obtidos em ensaios em túnel de vento.

The use of piezoelectric materials as sensors and actuators into different control strategies and also for energy harvesting has been reported in the literature. This work combines the use of piezoelectric materials for simultaneous wind energy harvesting and actuation to obtain an experimentally verified self-powered active aeroelastic control scheme. A self-powered electrical circuit that calculates the control signal based on the electrical output of sensing piezoelectric elements and also has energy harvesting capabilities is discussed. The actuation energy is fully supplied by the harvested energy, which also powers the active elements of the circuit. An equivalent electrical model of a piezoaeroelastically coupled two degree-of-freedom (2-DOF) typical section is employed in the simulations. The equivalent electrical circuit is a useful tool to investigate the behavior of the electroelastically coupled section combined to different electrical circuits, including the self-powered active control circuit. Numerical predictions for the open- and short circuit conditions (open-loop) and also considering the self-powered circuit (closed-loop) are compared to experimental data obtained from wind tunnel tests.