O LASHIP – Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC tem como objeto de ensino e pesquisa, o estudo de componentes e de circuitos hidráulicos e pneumáticos e a aplicação e adequação contínua de disciplinas e tecnologias correlatas que aprimorem a análise, o projeto e a construção destes sistemas.
Em essência, os sistemas hidráulicos e pneumáticos destinam-se à automação e/ou controle de ações mecânicas, tendo como base funcional os princípios da mecânica dos fluídos e mecânica clássica e sua análise fundamentada pela teoria de sistemas a eventos discretos e teoria de controle. Assuntos como metodologias de projeto de produtos e de desenvolvimento de software, inteligência artificial, modelagens matemática e diagramática, metrologia e caracterização de propriedades físico-químicas de fluidos são alguns dos conhecimentos que podem ser desenvolvidos e aplicados na análise e projeto de sistemas que envolvam componentes hidráulicos e pneumáticos. Este enfoque multidisciplinar é contemplado através das linhas de pesquisa hoje estabelecidas no LASHIP, quais sejam:
1 – Desenvolvimento e Otimização de Componentes e Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
2 – Métodos e Sistemas Inteligentes para Projeto, Controle e Operação de Equipamentos Mecatrônicos, Hidráulicos e Pneumáticos
1 – Desenvolvimento e Otimização de Componentes e Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
Prof. Victor Juliano De Negri
Prof. Marcos Paulo Nostrani
Prof. Antonio Carlos Valdiero
Procura-se aprofundar o conhecimento sobre o comportamento de componentes e circuitos hidráulicos e pneumáticos para sua melhor integração com sistemas de automação e controle de máquinas e processos. Grande ênfase é dada à construção de modelos matemáticos cujos parâmetros possam ser extraídos de dados de catálogos industriais, possibilitando a utilização prática destes modelos. Para o projeto de componentes é usual a utilização de software para análise numérica de tensões e deformações e análise de escoamento (CFD), combinado com análise dinâmica unidimensional empregando Matlab/Simulink, HOPSAN e AMESim.
Os princípios físicos são modelados segundo a mecânica dos fluidos e a dinâmica de sistemas mecânicos e descritos por meio de funções transferências, variáveis de estado e modelos de simulação, incluindo-se as não-linearidades típicas. Estes modelos são fundamentais para o projeto de sistemas de controle usando técnicas de controle clássicas e não-lineares. Nestas atividades é imprescindível a realização de testes/ensaios para a avaliação experimental de comportamentos estáticos e dinâmicos, dadas as múltiplas incertezas e as variações de parâmetros próprios destes componentes.
São investigadas soluções empregando servoválvulas, válvulas proporcionais e válvulas on/off para controle de controle de posição, velocidade e força com hidráulica e pneumática.
Em conjunto com o Prof. Edson Roberto De Pieri, do Departamento de Automação e Sistemas da UFSC, atua-se também na adequação de controladores clássicos modificados (PID com compensações, com PWM) e modernos (Sliding mode, QFT) para controle de posição e de força em sistemas hidráulicos e pneumáticos.
Subáreas:
2 – Métodos e Sistemas Inteligentes para Projeto, Controle e Operação de Equipamentos Mecatrônicos, Hidráulicos e Pneumáticos
Prof. Victor Juliano De Negri
Prof. Jonny Carlos da Silva
Prof. Antonio Carlos Valdiero
Esta linha de trabalho está voltada ao estabelecimento de procedimentos, métodos e metodologias para análise e projeto de componentes e de sistemas hidráulicos e pneumáticos para automação e controle de máquinas e processos. Dispositivos eletro-eletrônicos e software são considerados como parte integrante das soluções hidráulicas e pneumáticas, caracterizando assim uma visão mecatrônica. São aplicadas técnicas de modelagem como Rede de Petri Canal/Agência, GRAFCET, diagramas de blocos, máquinas de estados, dentre outras, buscando ampliar a flexibilidade e mantenabilidade dos sistemas.
Atua-se no desenvolvimento continuado de metodologia para o projeto de sistemas automáticos, cobrindo desde a especificação até o projeto detalhado e contemplando representações próprias de cada tecnologia presente no sistema.
Esta linha envolve também a aplicação de técnicas de Inteligência Artificial no desenvolvimento de software, objetivando o projeto de sistemas hidráulicos e pneumáticos com uma perspectiva integrada em termos de ciclo de vida, incluindo manutenção e outros aspectos. O tópico também inclui a modelagem dinâmica usando o princípio de multiportas baseado no sistema AMESim.
Nos campos de detecção de falhas e análise confiabilística atua-se em conjunto com o Professor Rodrigo Bastos Fernandes, do NeDIP/EMC, estudando-se procedimentos de testes normalizados, monitoração de variáveis do sistema, caracterização de falhas associadas ao fluido hidráulico e aos demais componentes.
Subáreas:
