Modelagem e Controle da Dinâmica Longitudinal de Trem
A modelagem e controle da dinâmica longitudinal do trem podem produzir resultados otimizados no desempenho da dinâmica longitudinal na condução do trem. A otimização dos modelos de controle de atuação sobre os freios e o sistema de tração dos trens longos é tema de interesse das operadoras de transporte de minério que trabalham com trem longos extra pesados e várias locomotivas diesel eletricas. Existem dois tipos de controle em malha fechada: um que atua sobre o percurso do trem (ações sobre os freios e a tração) enquanto o outro, tenta mitigar as ondas de choque. Essas ondas de choque podem provocar impactos entre os veículos e causar a ruptura do engate que interliga dois vagões sucessivos. Este efeito danifica a estrutura do vagão e as cargas transportadas e pode causar acidentes. Os gastos para o funcionamento do trem, ou seja, força nos acoplamentos, consumo de combustível e desvio da velocidade real em comparação com a velocidade pretendida, intervêm na determinação das matrizes pesos Q e R do controle LQR. O segundo tipo constitui uma inovação das técnicas de controle. Através de um controle gradual sobre os freios, os objetivos ambicionados são dissipar mais rapidamente as ondas de choque e assim, diminuir as solicitações sobre os acoplamentos e as demais estruturas dos veículos.
Para mais informações consulte o artigo do Juliano Todesco
Seguidores Otimizados Aplicados ao Controle de Trens
Diferentes estratégias de operação de um trem apresentam desempenhos distintos.
O consumo de energia, aderência à velocidade, forças na locomotiva e entre vagões são preocupações na operação de trens longos. Técnicas de controle em malha fechada baseadas em seguidores podem ser utilizadas em sistema linearizado. O trabalho desenvolvido na POLI, empregando um processo de otimização LQR foi utilizado para levar esses fatores em consideração. Os resultados das simulações mostram que o desempenho do trem pode ser otimizado utilizando novas referências de controle, e que o seguidor erro de Gauss foi a melhor estratégia encontrada.
Para mais informações consulte o artigo do TCC de Eduardo Waib (2016)
Controle de Oscilações Aplicação à Dinâmica Longitudinal de Trens
Choques entre vagões durante o deslocamento de uma locomotiva do trem é um exemplo de como vibrações podem fazer com que sistemas mecânicos operem de maneira indesejada. Métodos de planificação de trajetórias visando a eliminação de oscilações para sistemas compostos por um número finito de modos vibrantes são estudados. Para tanto devem ser determinadas as condições de controlabilidade dos sistemas trem. Na sequência pode-se propor um algoritmo de planificação de trajetórias e se adicionam etapas de otimização com o intuito de reduzir o consumo de ações de controle e a magnitude das oscilações. Por fim, simulações numéricas e experimentos são conduzidos a fim de verificar a exequibilidade e eficiência dos métodos propostos.
Para mais informações consulte o artigo: Método de Planificação e Otimização de Trajetórias Não Oscilantes para o Movimento Longitudinal de Trens
Clique aqui para ver o trabalho de Paulo Ricardo Arantes Gilz.