Evaluation and design of a control system test bench for HALT&HASS Vibration tests

Este trabalho consiste na análise e desenvolvimento de um sistema para ensaios HALT (Highly Accelerated Life Test) e HASS (Highly Accelerated Stress Screening) de vibração. Estes tipos de testes buscam um modo de falha em um determinado componente aplicando solicitações muito acima das quais o componente será submetido na sua vida útil, podendo estas solicitações serem térmicas, vibratórias, e combinadas em uma atmosfera controlada. O trabalho dará enfoque às solicitações vibratórias, fazendo um estudo dos limites operacionais de alto-falante utilizado como mesa para ensaios (shaker eletrodinâmico), e comparará dois métodos de controle distintos por meio de dados obtidos experimentalmente através do software AGILENT VEE 7.5. Foram utilizados dois métodos de controle: um método PID tradicional e um algoritmo incremental (algoritmo de velocidade). Foi considerado um sistema de um grau de liberdade (GDL) para a definição dos parâmetros de interesse e alguns desses parâmetros, como força e deslocamento, foram definidos experimentalmente com o auxílio de uma célula de carga e um LVDT, respectivamente. Foi realizado um ensaio de varredura de frequência em um componente eletrônico (capacitor) e o sinal de controle da aceleração pelo tempo se mostrou menos incerto ao utilizar o algoritmo de controle incremental. Também foi constatada a falta de robustez do sistema para a reprodução de testes de varredura (frequency swept test) em uma ampla faixa de frequência, pois as constantes da função de transferência do controlador não se adaptaram perfeitamente a essas variações.This work consists in the analysis and development of a system for testing HALT (Highly Accelerated Life Test) and HASS (Highly Accelerated Stress Screening) vibration tests. These types of tests seek a failure mode in a particular component by applying loads and conditions far from usual requirements that the component will undergo during their normal lifetime. These requirements can be thermal, vibrational, and combined in a controlled environment. The work will focus on the vibrational requirements, making a study of the operational limits of a speaker used as a shaker table for testing and will compare two different control methods using experimentally obtained data by AGILENT VEE 7.5 software. Two control methods were used: a traditional PID algorithm and an incremental method (velocity algorithm). A system of one degree of freedom (DOF) was considered for the determination of the parameters of interest and some of these parameters, such as force and displacement were obtained experimentally with the aid of a load cell and a LVDT, respectively. A frequency sweep test was performed on an electronic component (capacitor) and the controlled acceleration signal presented less uncertain when using the incremental control algorithm. It was also noticed a lack of robustness of the system for reproducing screening tests (frequency swept test) in a wide frequency range because the parameters of the controller’s transfer function did not adapt to these changes