Aplicação do controle de impedância para assistência ao operador de um sistema de movimentação de cargas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Monteiro Júnior, S.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Motores elétricos; Robótica; Cadeira de rodas; Controle de impedância
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/158

O presente trabalho propõe o projeto e a implementação de um sistema de controle de impedância de um sistema de movimentação de cargas por meio de um motor elétrico para auxílio ao operador. O sistema de controle visa impor a relação dinâmica entre a força aplicada e a velocidade do transportador, ou seja, impor uma impedância mecânica aparente desejada. A metodologia proposta foi inspirada na técnica de linearização por realimentação a fim de promover uma alteração aparente na massa e no coeficiente de atrito viscoso do sistema. Mostra-se que, com essa técnica, pode-se obter um controle de impedância sem o uso de sensores de força, mas com uma possível redução de robustez às incertezas do modelo quando comparada às técnicas que medem a força. Nos experimentos é utilizado um conjunto de motor e tacogerador de 5 V da LJ Technical Systems. O controlador requer as informações da velocidade e da aceleração angular, mas somente a velocidade é medida diretamente, sendo a aceleração estimada numericamente. A lei de controle proposta gera termos aditivos à equação diferencial do modelo a fim de alterar sua característica dinâmica, inclusive viabilizando compensar parte do atrito de Coulomb. Como a força externa não é utilizada na lei de controle, não é gerado um erro de acompanhamento da impedância. Assim, incertezas paramétricas e dinâmicas não são consideradas explicitamente no projeto do controlador e a possível degradação no desempenho do sistema de controle é investigada com o auxílio de um sensor e de um estimador de força. Simulações numéricas sugerem que o controle de impedância proposto pode ser efetivo mesmo na presença de incertezas dos parâmetros do modelo. O bom desempenho do sistema de controle foi obtido com um esforço de controle compatível com o motor real.