Contribuições à modelagem dinâmica e ao controle de manipuladores paralelos.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Coutinho, André Garnier
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Control; Controle não linear; Dinâmica (Modelagem); Dynamic modelling; Mecanismos paralelos; Non-linear control; Parallel mechanisms; Robótica; Robotics; Teoria de sistemas e controle
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-18052020-092338/

Os mecanismos paralelos são conhecidos por suas características promissoras, como alta rigidez estrutural, alta precisão de posicionamento, baixa inércia, e alta capacidade de carga. Estas características os tornam muito atraentes para realizar tarefas em que são necessárias grandes velocidades e acelerações, como pick-and-place, ou grande rigidez e precisão, como usinagem e posicionamente de telescópios. No entanto, dada a sua maior complexidade mecânica,os modelos dinâmicos se tornam muito mais complexos e de difícil obtenção, o que pode dificultar muito a tarefa do controle, e consequentemente levar a uma não exploração de todo o potencial que estes mecanismos tem a oferecer. Dado o alto grau de acoplamento e de não linearidades deste tipo de sistema, a utilização de técnicas de controle não baseadas em modelo pode deixar muito a desejar. Por outro lado, dada a grande complexidade dos modelos, a utilização de técnicas de controles baseadas em modelo pode ser de difícil implementação e de alto custo computacional. Com o intuito de explorar ao máximo o potencial deste tipo de arquitetura, nesta Tese é desenvolvido um algoritmo de modelagem cinemática e dinâmica para mecanismos paralelos translacionais, o qual facilita muito o processo de modelagem e de implementação em tempo real. Além disso, é sintetizada uma nova lei de controle não linear robusto baseada no Controle por Modos Deslizantes, a qual diminui a sensibilidade do sistema a incertezas do modelo sem apresentar chattering. Por fim, em uma bancada experimental constituída de um manipulador paralelo plano de dois graus de liberdade, do tipo pentágono articulado, são feitas a validação da lei de controle proposta e a comparação de desempenho com as tradicionais leis de Controle por Torque Computado e Controle Proporcional Derivativo. Os resultados experimentais confirmam o caráter promissor da lei de controle proposta.