Modelagem e controle de um robô manipulador paralelo

Apresentação em tema: "Modelagem e controle de um robô manipulador paralelo"— Transcrição da apresentação:

1 Modelagem e controle de um robô manipulador paralelo
Toulouse-França Lucas Casagrande Neves Coordenadores: Isabelle Queinnec Vincent Mahout Edson Roberto de Pieri

2 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

3 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

4 OBJECTIF 100G projeto Robótica de Manipuladores
Menores Tempos de Ciclo  Mais Peças Manipuladas  Maior Produtividade Tempos de Deslocamento Tempos de Estabilização Robustez de Desempenho

5 Altas velocidades e acelerações
projeto Altas velocidades e acelerações Quatro braços Arquitetura paralela Somente dois atuados

6 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

7 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

8 Controlador por Realimentação de Estados
objetivos Modelo Geométrico Modelo Cinemático Modelo Dinâmico Modelo LPV Multi-modelo LPV Controlador por Realimentação de Estados

9 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

10 Modelos Modelo Geométrico Modelo Cinemático Modelo Dinâmico

11 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

12 NÃO-LINEAR Espaço de estados Trajetória Linearização Modelo Dinâmico
Modelo LPV Modelo Dinâmico Trajetória Linearização NÃO-LINEAR

13 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

14 Espaço de estados afim

15 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

16 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

17 Validação dos modelos

18 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

19 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

20 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

21 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

22 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

23 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

24 resultados

25 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

26 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

27 Lucas Casagrande Neves
Obrigado pela atenção Lucas Casagrande Neves