Tese: Controle de Impacto em Manipuladores Robóticos
Aluno(a) : Carlos Eduardo Ingar ValerOrientador(a): Rubens Sampaio
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 25/06/2004
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=5146@1
Resumo: Neste trabalho é abordado o problema do controle durante o período de transição de contato em manipuladores robóticos. Tipicamente é o controlador de força que deve lidar com o fenômeno transiente, no entanto esses controladores sío projetados sob a hipótese de contato permanente do manipulador com o meio e portanto nío estío preparados para lidar com o fenômeno altamente nío-linear que representam os impactos e as perdas de contato. No trabalho, inicialmente é feita uma análise do desempenho e estabilidade dos controladores de força convencionais quando operam em presença de impacto e perdas de contato inesperadas. Essa análise é baseada em modelos simplificados de um manipulador rígido e outro flexível. É mostrado que o impacto nío origina instabilidade dinâmica, mas pode deteriorar severamente o desempenho do sistema. Posteriormente é desenvolvido o modelo dinâmico de um manipulador de dois elos rígido-flexível onde considera-se pastilhas piezoelétricas coladas ao longo da superfície flexível e também sío estudados os modelos de contato. Estes modelos sío usados para provar a efetividade de três novos controladores de impacto propostos neste trabalho e que sío projetados especificamente para lidar com o fenômeno transiente de maneira satisfatória. A idéia do primeiro controlador é a identificação on-line da posição do meio de trabalho após o primeiro impacto, a qual será usada projetar uma nova trajetória que permita atingir a superfície do meio com velocidade mínima, evitando assim os próximos impactos. O projeto deste controlador é feito usando a teoria de controle ótimo. O segundo controlador usa a idéia da linearização do movimento do manipulador flexível em torno ao movimento de um manipulador rígido. Esta linearização é usada para projetar um controlador de posição de alta precisío evitando ou diminuindo assim a severidade do impacto inicial. O terceiro controlador usa a idéia do controle estrutural através das pastilhas piezoelétricas coladas ao longo da parte flexível do manipulador. O projeto deste controlador é otimizado através de um algoritmo de programação nío-linear e a estabilidade em presença de dinâmica residual é garantida.