Estudo de estratégias de controlo activo de vibrações para um edifício de dois andares

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Estruturas

As estruturas podem ser sujeitas a acções dinâmicas capazes de provocar vibrações excessivas, comprometendo o conforto e, em casos extremos, a segurança dos seus utilizadores. Ao longo das últimas décadas têm sido desenvolvidos e aplicados diversos sistemas de controlo de vibrações em pontes e edifícios altos. Neste trabalho descrevem-se sucintamente alguns sistemas de controlo passíveis de serem aplicados em estruturas de engenharia civil e apresentam-se alguns casos de estudo. Esta dissertação exemplifica o dimensionamento de um sistema de controlo activo para um modelo de um edifício de dois andares. As vibrações são absorvidas por um amortecedor de massa activo (AMD) posicionado no topo do pórtico. As técnicas utilizadas para o dimensionamento do controlador fazem parte da teoria de controlo moderno. O primeiro método consiste na alocação de pólos que permite ao projectista mudar directamente as características dinâmicas da estrutura. A segunda metodologia consiste num problema de optimização em que o dimensionamento do controlador é feito de forma a minimizar um índice de desempenho quadrático. Além de introduzir os princípios básicos de dimensionamento de controladores, será referido o funcionamento de um observador e o seu papel no sistema de controlo. Na componente prática da tese foi desenvolvido um programa, em MATLAB e SIMULINK, que permite simular o comportamento do pórtico e avaliar a eficiência do sistema de controlo quando se aplicam acções externas.