Estratégias modulares aplicadas ao controle de sistemas do tipo veículo-manipulador subaquático durante o transporte cooperativo.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira, Éverton Lins de
• 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: Controle não-linear; Mathematical modeling; Modelagem matemática; Multibody systems; Nonlinear control; Sistema veículo-manipulador; Sistemas multicorpos; Veículos subaquáticos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-31072023-144308/

A demanda por recursos naturais (por exemplo, petróleo e gás, minerais, etc.), juntamente com o alto custo e fadiga dos operadores associados à abordagem clássica de teleoperação utilizada pela indústria offshore em Veículos Operados Remotamente (ROVs), traz a necessidade de um maior grau de automação nas tarefas de intervenção. Para atender a esse requisito, os Sistemas de Veículos-Manipuladores Subaquáticos (UVMSs) pretendem ser utilizados de forma autônoma para realizar operações de Inspeção, Manutenção e Reparo (IMR) nos próximos anos. Além disso, há uma demanda crescente por meios alternativos de transporte no ambiente subaquático para auxiliar na construção, mineração em alto mar e manipulação hábil geral, que um único UVMS não pode realizar. Este trabalho tem como foco o controle de movimento e coordenação de UVMSs durante o transporte cooperativo. Entre os desenvolvimentos teóricos, a principal contribuição é a introdução da Metodologia Modular de Controle (MCM) para sistemas multicorpos genéricos, cujas potenciais aplicações em engenharia vão além da classe de problemas que originalmente motivou esta tese. Essa nova metodologia simplifica a síntese do controle com uma abordagem hierárquica, usando controladores padrão para os subsistemas nos níveis mais baixos da hierarquia de controle e impondo os vínculos de modelagem a posteriori. Esta ainda permite realizar a alocação de controle em caso de redundância de atuação e a síntese dos controladores padrão. A MCM também pode ser utilizada para coordenação durante o transporte cooperativo, já que a formação prescrita pode ser tratada como um conjunto de restrições entre os agentes de acordo com a topologia de comunicação estabelecida. As contribuições aqui feitas são testadas através de simulações numéricas em diferentes cenários.