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Automatização de um Veículo Elétrico Robótico com Diferencial Eletrônico ("Auto_VERDE")

Processo: 18/04905-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2018 - 30 de junho de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
Pesquisador responsável:André Ricardo Fioravanti
Beneficiário:André Ricardo Fioravanti
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados: Celso Eduardo Vieira Oliveira ; Ely Carneiro de Paiva ; Niederauer Mastelari ; Rafael de Angelis Cordeiro ; Samuel Siqueira Bueno
Assunto(s):Mecatrônica 

Resumo

Parte significativa da pesquisa científica em Robótica Móvel nos últimos anos tem focado no desenvolvimento de veículos autônomos de quatro rodas, mas a grande maioria ainda é focada em veículos de passeio, que supõem a navegação em ambiente bem comportado como em piso asfaltado. Já para o caso do controle de veículos em ambiente todo-terreno, como no caso de um trator, por exemplo, o conhecimento das propriedades de aderência, envolvendo derrapagens, irregularidades, inclinações fortes, etc., se torna extremamente complexo, e apresenta ainda grandes desafios tecnológicos e científicos. Um desses desafios é a abordagem de distribuição de torques/velocidades nas rodas não esterçáveis de um veículo multitração, conhecido como sistema de distribuição diferencial eletrônico, tema que foi abordado no projeto VERDE - Veículo Elétrico Robótico de Diferencial Eletrônico (Fapesp regular 2014/02672-9), do mesmo grupo de pesquisa. A presente proposta apresenta-se como uma continuidade do projeto VERDE onde foram construídos dois miniveículos em escala (miniatura) com motorização elétrica multitração (dois motores traseiros independentes), instrumentados com sistema de navegação inercial INS/GPS, computador de bordo e barramento CAN, laser, câmera e sensores nas rodas e motores. Os objetivos da presente proposta são três: (1) Aperfeiçoamento tecnológico e validação do conjunto sensorial da plataforma mecânica do miniveículo todo-terreno do projeto VERDE original, incluindo a inserção de sensores de deflexão da suspensão; (2) Desenvolvimento, implantação e validação experimental de técnicas de controle linear de seguimento de trajetória, bem como de técnicas de controle não linear para aplicação em condições extremas de aderência, com escorregamento e derrapagem e terrenos inclinados, fazendo uso do diferencial eletrônico disponível no veículo. Aqui será fundamental a utilização/evolução das estratégias de distribuição de torque/velocidade nas rodas independentes do veículo multitração (Cordeiro, 2017b), (Ribeiro, 2016), desenvolvidas no projeto VERDE original, e também em fase de aprimoramento na tese de doutorado de Ribeiro (2016); (3) Desenvolvimento, implantação e validação experimental de técnicas de percepção sensorial como SLAM (visual e por laser) e comboio autônomo por visão computacional. Assim, acredita-se que o projeto Auto_VERDE, ao utilizar o grande potencial dos veículos em escala do projeto VERDE, permtirá a evolução e validação experimental das abordagens de controle veicular desenvolvidas e/ou em desenvolvimento para aplicações em terrenos com condições extremas, as quais podem ser escaladas para veículos de grande porte. (AU)

Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
VIEIRA, HENRIQUE S.; DE PAIVA, ELY C.; MORIGUCHI, SERGIO K.; CARVALHO, JOSE R. H. Unified Backstepping Sliding Mode Framework for Airship Control Design. IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS, v. 56, n. 4, p. 3246-3258, AUG 2020. Citações Web of Science: 0.
CARDELIQUIO, CAETANO B.; FIORAVANTI, ANDRE R.; BONNET, CATHERINE; NICULESCU, SILVIU-IULIAN. Stability and Stabilization Through Envelopes for Retarded and Neutral Time-Delay Systems. IEEE Transactions on Automatic Control, v. 65, n. 4, p. 1640-1646, APR 2020. Citações Web of Science: 0.
FALCHETTO, VINICIUS B.; SOUZA, MATHEUS; FIORAVANTI, ANDRE R.; SHORTEN, ROBERT N. Script capital H-2 and Script capital H-infinity analysis and state feedback control design for discrete-time constrained switched linear systems. International Journal of Control, MAR 2020. Citações Web of Science: 0.
RIBEIRO, ALEXANDRE M.; MOUTINHO, ALEXANDRA; FIORAVANTI, ANDRE R.; DE PAIVA, ELY C. Estimation of tire-road friction for road vehicles: a time delay neural network approach. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 42, n. 1 JAN 2020. Citações Web of Science: 0.
FIORAVANTI, ANDRE R.; MARECEK, JAKUB; SHORTEN, ROBERT N.; SOUZA, MATHEUS; WIRTH, FABIAN R. On the ergodic control of ensembles. AUTOMATICA, v. 108, OCT 2019. Citações Web of Science: 0.
CORDEIRO, RAFAEL A.; VICTORINO, ALESSANDRO C.; AZINHEIRA, JOSE R.; FERREIRA, V, PAULO A.; DE PAIVA, ELY C.; BUENO, SAMUEL S. Estimation of Vertical , Lateral , and Longitudinal Tire Forces in Four-Wheel Vehicles Using a Delayed Interconnected Cascade-Observer Structure. IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, v. 24, n. 2, p. 561-571, APR 2019. Citações Web of Science: 0.

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