Marilyn Tamara Seguel Silva
Resumo
Apesar do avanço tecnológico dos últimos anos, algumas estruturas offshore têm apresentado falhas ocorridas em condições normais de operação. Para analisar o comportamento deste tipo de estrutura, estas têm sido monitoradas com unidades de medição inercial, as quais, em geral, permitem medir 5 ou 6 graus de liberdade (três de aceleração lineares e 2 ou 3 de velocidades angulares). Os deslocamentos em relação a um referencial fixo sobre a superfície da Terra podem ser obtidos por uma integração iterativa, típica dos problemas de navegação inercial. A principal dificuldade é que os sinais medidos geralmente estão submetidos a uma série de ruídos que impedem a utilização direta das formulações convencionais. Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver, implementar e avaliar metodologias para estimativa de deslocamentos através da integração e filtragem de sinais com baixas freqüências a partir de sinais de aceleração e de velocidades angulares. A metodologia implementada é avaliada através de sinais simulados e de testes experimentais realizados em laboratório em uma mesa vibratória e em um pêndulo com o uso de filtros convencionais (FIR e IIR) e não convencionais (Spline, FFT, Wavelet e ajuste de polinômios). Dos diversos filtros analisados os que se mostraram mais adequados para alguns sinais típicos de estruturas offshore analisados nesta pesquisa, são os dos tipos Wavelet, Spline e FFT.
Abstract
Despite the technological advance in the last few years, some offshore structures have presented failures during operation. To analyze the behavior of this type of structure, they have been monitored with inertial measurements units, which in general, allow measuring 5 or 6 degrees of freedom (3 linear acceleration and 2 or 3 angular velocities). The displacements, referring to a fixed referential, can be obtained through an iterative integration, typical of the problems of inertial navigation. The main difficulty is that the measured signals are generally submitted to a series of noises that prevent the direct use of the conventional formulations. This research aims to develop, implement and evaluate methodologies to predict displacements. This is accomplished integrating and filtering low frequency signals from acceleration and angular velocities signals. The developed methodology is evaluated through simulated signals and experimental tests accomplished in laboratory in a shaking table and in a pendulum using conventional filters (FIR, IIR) and non conventional ones (Spline, FFT, Wavelet, polynomial adjustment). For typical offshore structures signals, among the analyzed filters, the ones that showed to be more suitable were Wavelet, Spline and FFT.
