Controlo activo de vibrações em estruturas flexíveis

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na especialidade de Estruturas e Geotecnia

Quase todas as estruturas de Engenharia Civil estão sujeitas, em algum período da sua vida útil, a acções dinâmicas como, por exemplo, o movimento do solo onde estão implantadas, a força do vento, movimentação de pessoas no seu interior ou até mesmo máquinas em funcionamento. Os edifícios e obras de arte, quando sujeitos a vibrações que ultrapassem os limites aceitáveis podem, numa primeira fase, colocar em causa o conforto dos utilizadores e, em casos extremos, a segurança de pessoas e bens. A necessidade de atenuar as consequências que advêm dessas vibrações tem levado a uma intensificação de esforços visando o encontro de soluções para esta problemática. Estas soluções passam pelo desenvolvimento de regulamentos preventivos por parte das entidades responsáveis, fundamentados no contínuo acumular de conhecimentos das causas e impactos das vibrações nas estruturas, ou o aperfeiçoar de técnicas, ferramentas e sistemas que contrariem os seus efeitos nocivos. Os sistemas de controlo surgem como complemento das medidas preventivas de segurança impostas pelos regulamentos, alargando as possibilidades na concepção de estruturas em Engenharia Civil. A sua implementação reveste-se de extrema importância tendo em conta que permite atenuar as vibrações a que estão sujeitas melhorando, assim, o seu comportamento dinâmico e assegurando o seu bom funcionamento. Neste trabalho serão abordados, de forma sucinta, os diferentes tipos de sistemas de controlo. Na componente prática serão analisados os passos para implementação de um sistema de controlo activo em estruturas flexíveis, recorrendo a um Regulador Linear Quadrático. A influência dos diferentes tipos de parâmetros envolvidos neste tipo de controlador sobre a estrutura onde é aplicado será objecto de estudo através de simulações implementadas em MATLAB.