[pt] ESTUDO NUMÉRICO E EXPERIMENTAL DE UM MANIPULADOR ELETRO-HIDRÁULICO DE DOIS GRAUS DE LIBERDADE

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: WILLIAM SCHROEDER CARDOZO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] CONTROLE DE POSICAO; [pt] ATUADORES HIDRAULICOS; [pt] DINAMICA DE ROTACAO; [pt] MANIPULADORES ROBOTICOS; [en] POSITION CONTROL; [en] ELECTRO-HYDRAULIC ACTUATORS; [en] ROTORDYNAMICS; [en] ROBOTIC MANIPULATORS
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=31839&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=31839&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.31839

[pt] O controle de empuxo vetorial (TVC) é usado para o controle de atitude de foguetes aeroespaciais. No caso de propulsão usando combustível líquido, tradicionalmente o bocal é conectado ao corpo do foguete através de uma junta cardânica. Dois atuadores hidráulicos são colocados ao redor do bocal para controlar sua orientação. Nesta tese, o TVC é tratado como uma plataforma robótica de base fixa. Ao invés de usar servo-válvulas comerciais para controlar os atuadores, uma nova válvula de controle é proposta. Primeiro uma plataforma cardânica é considerada com transdutores de posição angular medindo o deslocamento da cruzeta da junta. Em seguida, uma nova configuração da plataforma é proposta substituindo o cardan por uma junta homocinética. Neste caso, a realimentação da posição da plataforma é feito usando um estimador de atitude em tempo real. Este estimador é um filtro complementar baseado em matrizes de orientação que coleta dados de uma central inercial (IMU). A modelagem do sistema começa com a cinemática. Na sequência, a modelagem dinâmica utiliza a formulação de Newton-Euler para obter a equação de movimento. A modelagem do sistema hidráulico é apresentada com o modelo da nova válvula de controle e do atuador. Inicialmente, um controlador puramente proporcional é proposto. Durante a validação experimental é mostrado que devido as características do sistema de atuação, mesmo este simples controlador é preciso e confiável. Em seguida é demonstrado um método para avaliar outras estratégias de controle. A comparação entre a plataforma cardânica e homocinética mostra que, nas condições analisadas, ambas têm um comportamento dinâmico similar. Nas duas configurações da plataforma o sistema se mostrou preciso e confiável.