Orientador: Robson PederivaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Um dos fatores do grande interesse no desenvolvimento de novas técnicas de detecção de falhas é devido ao aumento da demanda da indústria em relação a segurança de seus sistemas, sendo eles supervisionados e monitorados para que as falhas sejam sanadas o mais rápido possível e que os distúrbios em operação normal não causem uma deterioração da performance dos mesmos. Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia para detecção e localização de falhas em sistemas mecânicos utilizando observadores de estado de ordem reduzida. O método pode reconstruir os estados não medidos ou os valores provenientes de pontos de difícil acesso no sistema. Os parâmetros de interesse sujeitos a falhas são escolhidos, projetando-se um observador global otimizado para análise de todo o sistema considerando possíveis perturbações aleatórias na excitação, na resposta e falhas nos sensores. Projeta-se também observadores robustos a estes parâmetros de interesse, que localizam possíveis falhas ou irregularidades no sistema. Para os componentes que necessitem de um acompanhamento periódico devido às suas grandes solicitações ou falhas constantes, montam-se observadores com um sistema de alarmes que gera uma curva de tendências em um sistema automático para detecção e localização de falhas desenvolvido neste trabalho. Para os sistemas simulados e experimental, fez-se análises da performance transiente e em regime permanente, excitando-se os sistemas com força impulsiva, força senoidal, ruído aleatório, combinações dos mesmos, etc. Os resultados foram bons quando comparados com outros métodos e pôde-se também verificar os resultados através de uma bancada de testesAbstract: The development of new faults detection techniques is necessary because of increasing demands from industries on reliability and safety in mechanical systems. They must be supervised such that occurrence of failures can be accommodated as quickly as possible because they can cause an unacceptable deterioration of the systems performance. In this work, we have developed a methodology to Detect and Isolate Faults in mechanical systems using reduced order state observers. We can monitor unmeasureble variables and the method selects the parameters from components that may fault during the process and constmcts an otimized global observer to analyze alI the system considering random noises in the excitation, in the response and sensor faults. To isolate component failures via robust observation, an automatic system with a bank of detection observers is constmcted, where each observer is only sensitive to one specified component failure while robust to alI other component failures. We have analized the transient and steady-state performance by exciting the system with impulsive force, sinosoidal force, random noise etc. The results were good when we compare them with other methods and we have verified the results through a testing rigDoutoradoMecanica dos Sólidos e Projeto MecanicoDoutor em Engenharia Mecânic
