Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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Modelagem e Controle de Movimento de Robôs Manipuladores
Leonardo de Avellar Frederico, Luiz S. Martins-Filho

Última alteração: 2011-09-09

Resumo


Introdução: Este trabalho trata da modelagem dinâmica e do controle de juntas ativas de um manipulador robótico. A modelagem dinâmica consiste em estabelecer uma relação entre as variáveis das juntas do manipulador e os esforços necessários para realizar um determinado movimento. Para isto, são aplicadas a formulação de Euler-Lagrange, a abordagem de controle independente de juntas e o método de segmento de ponto. Esta abordagem representa o movimento a partir de um conjunto de coordenadas generalizadas, sendo o número de coordenadas igual à diferença entre o número de graus de liberdade do sistema e o número de restrições holonômicas aplicadas. A partir disso, para o conjunto das coordenadas generalizadas do sistemas independentes entre si, pode-se relacionar uma força generalizada (força ou torque) não conservativa para cada uma delas na direção de seu movimento, constituindo um sistema de n equações diferenciais para cada grau de liberdade. Para o controle do manipulador, aplica-se o controle independente de juntas, uma abordagem relativamente simples, onde cada junta do manipulador é considerada um sistema SISO a ser controlado de maneira inicialmente isolada. As demais partes do robô, e seus efeitos dinâmicos, são considerados como carga e perturbações para cada junta em particular, dando assim um tratamento integrado do conjunto de juntas ativas do manipulador. Objetivos: Estudar a modelagem da dinâmica e o controle de robôs manipuladores a partir de suas juntas ativas. Metodologia: A estratégia de controle de uma junta baseia-se no método de segmento de pontos envolve a utilização de compensadores do tipo PD e do tipo PID. A partir de um desejado valor constante ou degrau para a coordenada associada a uma junta, apresentado na forma de uma sequência no tempo, o manipulador todo segue uma trajetória planejada. A utilização de compensadores visa, além desse objetivo, a rejeição do efeito prejudicial provocado por perturbações dinâmicas que ocorram na realização da trajetória desejada. Resultados: foram obtidas as equações da dinâmica e do controlador PD e PID e, através de simulações numéricas, foram realizados testes de validação. Conclusão: o trabalho permitiu estudar de maneira aprofundada a modelagem da dinâmica de um robô manipulador, e analisar soluções de controle a partir de compensadores PD e PID, de maneira qualitativa e quantitativa (simulações numéricas).