Modelagem e controle de um robô manipulador paralelo Toulouse-França Lucas Casagrande Neves Coordenadores: Isabelle Queinnec Vincent Mahout Edson Roberto de Pieri
Plano da Apresentação Introdução Modelagem Validação dos Modelos Projeto Objetivos Modelagem Modelos Cinemático e Dinâmico Espaço de Estados Espaço de Estados Afim Validação dos Modelos Controladores Resultados Conclusão e Perspectivas
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OBJECTIF 100G projeto Robótica de Manipuladores Menores Tempos de Ciclo Mais Peças Manipuladas Maior Produtividade Tempos de Deslocamento Tempos de Estabilização Robustez de Desempenho
Altas velocidades e acelerações projeto Altas velocidades e acelerações Quatro braços Arquitetura paralela Somente dois atuados
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objetivos Síntese de controlador para seguimento de uma trajetória pick-and-place utilizando técnicas de controle robusto Modelo rígido do robô Utilização de ferramentas para controle robusto Utilização de um modelo em espaço de estados, incorporando termos incertos, variantes no tempo e/ou perturbações para representar os fenômenos não-lineares Formalismo em espaço de estados Variação ao longo de uma trajetória
Controlador por Realimentação de Estados objetivos Modelo Geométrico Modelo Cinemático Modelo Dinâmico Modelo LPV Multi-modelo LPV Controlador por Realimentação de Estados
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Modelos Modelo Geométrico Modelo Cinemático Modelo Dinâmico
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NÃO-LINEAR Espaço de estados Trajetória Linearização Modelo Dinâmico Modelo LPV Modelo Dinâmico Trajetória Linearização NÃO-LINEAR
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Espaço de estados afim
LINEAR Espaço de estados afim Particionamento + Aproximações Modelo LPV 13 sub-modelos ao longo da trajetória cujas posições e velocidades são lineares e acelerações constantes Particionamento + Aproximações Multi-modelo LPV LINEAR
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Validação dos modelos
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Controladores Objetivo: Projetar um controlador único (K) por realimentação de estados que garanta a estabilidade de todos os sub-modelos ao longo da trajetória desejada Ferramenta: Toolbox RoMulOC Critérios Controlador Robusto RoMulOC Modelo
Controlador lpv CONTROLADOR ÚNICO Objetivo: Construir um controlador único que garanta a estabilidade de todos os sub- modelos LPV ao longo da trajetória. Estabilidade quadrática de Lyapunov CONTROLADOR ÚNICO
Controlador linear CONTROLADOR ÚNICO Objetivo: Construir um controlador único que garanta a estabilidade de todos os sub- modelos lineares ao longo da trajetória. Estabilidade quadrática de Lyapunov CONTROLADOR ÚNICO
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resultados Des. x = [-0.35,0.35] m Des. z = [-0.9,-0.85] m Tempo x = 0.1 s Tempo z = 0.05 s Tempo esp. = 0.05 s Des. x = [-0.45,0.45] m Des. z = [-0.95,-0.85] m Tempo x = 0.1 s Tempo z = 0.05 s Tempo esp. = 0.05 s Des. x = [-0.45,0.45] m Des. z = [-0.95,-0.85] m Tempo x = 0.25 s Tempo z = 0.2 s Tempo esp. = 0.05 s Des. x = [-0.5,0.5] m Des. z = [-0.95,-0.8] m Tempo x = 0.5 s Tempo z = 0.5 s Tempo esp. = 0.05 s
resultados
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Conclusões e perspectivas Aprendisagem sobre modelagem de sistemas variantes no tempo Nova versão do simulador Controlador por realimentação de estados simples fácil processamento garante a estabilidade ao longo de uma trajetória pré- determinada Controlador mais conservativo possível apenas critério de estabilidade Considerar outros critérios alocação de pólos performances de resposta ao impulso custo ou Controladores dependentes de parâmetro
Lucas Casagrande Neves Obrigado pela atenção Lucas Casagrande Neves lucascneves@gmail.com