Dinâmica e controle de movimento de corpo rígido de um manipulador robótico rígido/flexivel

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Cássio Fabian Sarquis de Campos
• Orientador(a): Luiz Carlos Gadelha de Souza
• Banca de defesa: Mário César Ricci, André Fenili
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work presents a study of the dynamics and control of the movement of rigid body of a robotic manipulator. The model of the manipulator, consisting of a mechanism with two flexible links hardwired by meetings that do not suffer deformations, was gotten through the Formularization of Lagrange and the Admitted Modes Method. For matching effect, two other models for the manipulator under the same conditions are developed: one with two rigid links and another one with only as the flexible link. The fact is standed out of that, during this study no linearização was used, thus treating the problem with its non linearily, however subject to small elastic movements. The law of applied Control constitutes a PD Controller (proportional + derivative) having as objective commit the initial state of the manipulator how much to the angular speed of the links, that is, given a disturbance to the system it expects that the control system is capable to interrupt the movement of the links of the manipulator. The gotten results had shown that the control system fulfilled to its objective how much to the control of the movement of rigid body for all the models, exactly in presence of flexible structures. One still revealed that the flexible model can be considered a model fuller than the rigid model. The structural analysis through the autovalores showed that the relative positions of the links of the manipulator influence the modes of vibration and its respective natural frequencies, being able to be considered one of the great problems that involve the dynamics of flexible manipulators.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1913/2005/04.25.17.10

Este trabalho apresenta um estudo da dinâmica e controle do movimento de corpo rígido de um manipulador robótico. O modelo do manipulador, constituído de um mecanismo com dois elos flexíveis conectados por juntas que não sofrem deformações, foi obtido através da Formulação de Lagrange e do Método dos Modos Admitidos. Para efeito de comparação, são desenvolvidos dois outros modelos para o manipulador sob as mesmas condições: um com dois elos rígidos e outro com apenas o segundo elo flexível. Ressalta-se o fato de que, durante este estudo nenhuma linearização foi usada, tratando assim o problema com suas não linearidades sujeito a pequenos movimentos elásticos. A lei de Controle aplicada constitui um Controlador PD (proporcional + derivativo) tendo como objetivo restabelecer o estado inicial do manipulador quanto à velocidade angular dos elos, isto é, dado uma perturbação ao sistema espera-se que o sistema de controle seja capaz de interromper o movimento dos elos do manipulador. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de controle cumpriu seu objetivo quanto ao controle do movimento de corpo rígido para todos os modelos, mesmo quando as estruturas são flexíveis. Mostrou-se ainda que o modelo flexível pode ser considerado um modelo mais completo que o modelo rígido. A análise estrutural através dos autovalores mostrou que as posições relativas dos elos do manipulador influenciam os modos de vibração e suas respectivas frequências naturais, podendo ser considerado um dos grandes problemas que envolvem a dinâmica de manipuladores flexíveis.