Tese: Controle de motores de passo aplicado a um manipulador robótico
Aluno(a) : William Schroeder CardozoOrientador(a): Marco A. Meggiolaro
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 27/04/2012
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=20783@1
Resumo: Motores de passo sío os motores mais utilizados em aplicações de controle de posicionamento em malha aberta. Entretanto, as limitações desta forma de atuação têm fomentado o desenvolvimento de novas técnicas que incorporem o controle em malha fechada. Motores de passo possuem boa relação entre torque e custo, tornando-os atraentes para aplicações em manipuladores robóticos. Mas as técnicas tradicionais de controle de manipuladores elétricos, que normalmente assumem o uso de motores de corrente contínua, apresentam baixo desempenho quando aplicadas a motores de passo, mesmo com o uso de sensores de posição. A forma mais comum de controle em malha fechada de motores de passo exige um encoder diretamente acoplado ao eixo do motor, formando um “sistema colocado”. No entanto, o projeto de muitos motores de passo nío permite este acoplamento. Nesses casos, é necessário instalar os encoders na estrutura do manipulador, separados dos atuadores, caracterizando um “sistema nío-colocado”, que tipicamente apresenta problemas de estabilidade. Este trabalho propõe uma técnica de controle que recebe a realimentação de um encoder, nío diretamente acoplado ao motor, e gera uma sequência de pulsos para o driver do motor de passo. Esse trem de pulsos é calculado de modo a nío exigir acelerações excessivas, e assim prevenir a perda de passo do motor. O modelo de um sistema robótico usando este controlador é desenvolvido e simulado em Simulink/MATLAB. Um manipulador robótico de seis graus de liberdade acionado por motores de passo é especialmente projetado e construído para validar a técnica de controle apresentada, controlado por um microcontrolador PIC18F2431. O manipulador desenvolvido é modelado, e sua dinâmica analisada através de simulações.