Proposta de uma biblioteca em Modelica para simulação de circuitos pneumáticos

Tales Matheus Alves dos Passos

ORCID iD Instituto Federal de Pernambuco (IFPE), Campus Recife Brasil

Luciana Lima Monteiro

ORCID iD Instituto Federal de Pernambuco (IFPE), Campus Recife Brasil

José Ângelo Peixoto da Costa

ORCID iD Instituto Federal de Pernambuco (IFPE), Campus Recife Brasil

Gustavo Koury Costa

ORCID iD Instituto Federal de Pernambuco (IFPE), Campus Recife Brasil

Resumo

A linguagem Modelica surge em 1996 e é uma POO (Programação Orientada a Objetos), que permite a reutilização de elementos programados individualmente. Devido a essa característica, tornou-se uma linguagem ideal para a modelagem de vários sistemas físicos e matemáticos, incluindo áreas da Engenharia como a hidráulica, eletrônica e química. O software OMedit utiliza a linguagem Modelica, mas ainda carece de uma biblioteca pneumática. Este trabalho, portanto, propõe a criação de uma biblioteca computacional de elementos pneumáticos, assim como a validação de diversos modelos matemáticos utilizados. Foi realizada uma revisão bibliográfica com o objetivo de identificar as principais equações que regem os componentes pneumáticos. Foram discutidos o comportamento da vazão em massa através de válvulas solenoides, como também a dinâmica das pressões nas câmaras dos atuadores pneumáticos ao longo do tempo. Depois de modelados computacionalmente cada um dos elementos no software, experimentos no laboratório foram realizados para a coleta de dados empíricos para obter não só o comportamento das partes como também os parâmetros que serão utilizados nos modelos computacionais. Uma placa de aquisição de dados foi utilizada junto com transdutores de pressão e posição para obter o comportamento dos componentes ao longo do tempo. Houve a necessidade de um tratamento de dados como o descarte de leituras de ruídos, devido aos instrumentos de medição utilizados, e um levantamento de aproximações polinomiais para a aplicação de métodos matemáticos de minimização de erros. Por fim, foram simulados e obtidos com êxito curvas características da pressurização de um reservatório e avanço e retorno de um atuador pneumático computacionalmente, com as curvas experimentais e teóricas comparadas para expor o grau de exatidão obtido. Com isso, obtém-se uma ferramenta para a simulação computacional de um atuador pneumático utilizando-se linguagem Modelica, bem como a proposta de uma biblioteca pneumática para o OMedit.

Palavras-chave


modelagem; Modelica; pneumática; POO; simulação


Texto completo:

Referências


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DOI: http://dx.doi.org/10.18265/2447-9187a2022id7858

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