Simulação e Controle Dinâmico de Posição de Manipuladores Paralelos utilizando Técnicas de Controle Preditivo

• Processo: 09/05387-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2009
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2012
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: João Mauricio Rosário
• Beneficiário: Fabian Andres Lara Molina
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Controle preditivo Modelagem dinâmica Robótica Cinemática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cinematica | controle de robôs | Controle Preditivo | manipulador paralelo | Modelagem Dinamica | Robótica

Resumo

Esta proposta contempla a síntese e aplicação de uma lei de controle baseada em controle preditivo com a finalidade de melhorar o desempenho dinâmico de máquinas cinemáticas paralelas (Parallel Kinematic Machines - PKM). As PKM's são formadas por mecanismos de estrutura paralela, esta característica aporta vantagens com relação a máquinas seriais tais como: melhor desempenho dinâmico, maior rigidez e razão carga/peso. Para incrementar ainda mais o desempenho de uma PKM é necessário desenvolver controladores avançados, considerando características da planta tais como não-linearidades do modelo e requerimentos de resposta dinâmica (alta velocidade de operação e minimização de erro no seguimento das trajetórias). A utilização de controladores preditivos apresenta inúmeras vantagens para atender esses problemas.O manipulador paralelo Orthoglide de três graus de liberdade será utilizado no presente trabalho, em parceria com as instituições Supélec e Ecole Centrale de Nantes, com a finalidade de validar e comparar o controlador preditivo em relação a controladores clássicos. O resultado esperado neste projeto de pesquisa é um controlador preditivo para melhorar a resposta dinâmica de PKM cuja finalidade é usinagem a alta velocidade. Esta lei de controle poderá ser extrapolada a máquinas paralelas novas ou existentes com aplicações na indústria nacional. Para cumprir este o objetivo este projeto de pesquisa será subdividido nas seguintes fases: (a) Modelagem Dinâmica da PKM que envolve: modelo geométrico, cinemático e dinâmico; (b) Baseados no modelo da PKM serão projetados os controladores de posição no espaço das juntas: controladores clássicos PID na forma RST, controlador dinâmico e o controlador preditivo generalizado (GPC); (c) Simulação Dinâmica do Controle de posição baseado no estudo cinemático e modelo dinâmico de um PKM em ambiente MATLAB-Simulink; (d) Implementação experimental e validação do controlador, em um robô Orthoglide existente na IRCCyN, Ecole Centrale de Nantes (e) Elaboração de documentação técnica, artigos científicos e tese de doutoramento na UNICAMP.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MOLINA, Fabian Andres Lara. Simulação e implementação experimental de um controlador preditivo generalizado para um robô orthoglide baseado na modelagem dinâmica. 2012. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.