Implementação de um ambiente virtual realístico para sistemas de controle embarcado em máquinas-ferramenta

• Processo: 13/21747-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2013
• Data de Término da vigência: 26 de agosto de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: João Mauricio Rosário
• Beneficiário: Danilo Losano Alves de Azevedo
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/27177-0 - Implementação de um ambiente virtual realístico para sistemas de controle embarcado em máquinas-ferramenta (CNC), BE.EP.IC
• Assunto(s): Bioenergia Ambiente virtual de aprendizagem Controle preditivo Controle de sistemas mecânicos Máquinas-ferramenta Modelos termodinâmicos Pesquisa bibliográfica MATLAB
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ambiente Virtual Realístico | Controle Preditivo | Máquina-ferramenta | Controle de Sistemas Mecânicos

Resumo

A proposta deste projeto de iniciação científica é o desenvolvimento e implementação de um ambiente virtual realístico para a validação e comparação de diversas leis de controle. Para isso utilizaremos a modelagem dinâmica e o sistema de controle desenvolvidos na tese de doutorado de RICÓN ARDILA, LIZ KATHERINE (UNICAMP, 2013) para uma máquina-ferramenta (CNC). Visando uma continuidade do aprendizado desenvolvido pelo aluno em intercâmbio realizado em Paris, França. Utilizaremos como base um ambiente virtual realístico desenvolvido na tese de doutorado de CASSEMIRO, EDNA ROGRIDUES (UNICAMP, 2006), fazendo-se as mudanças necessárias para atingirmos nosso objetivo e utilizaremos também o gerador de trajetórias disponível no Laboratório de Automação e Robótica da UNICAMP para fazer as análises. Será feito estudo bibliográfico aprofundado sobre o controle preditivo generalizado (GPC), controle preditivo robusto (GPCR), controle PID e PID robusto, que serão aplicados nesse trabalho, para entendimento e comparação assim como sua implementação na forma RST que permite o controle em tempo real e a visualização da estutura interna dos controladores. Outro estudo se baseará no desenvolvimento de um ambiente virtual utilizando Matlab/Simulink e por fim uma análise para o entendimento do funcionamento do gerador de trajetórias.Criaremos o ambiente virtual utilizando Matlab/Simulink, onde serão inseridos a cinemática, a dinâmica e parte geométrica das máquinas-ferramenta CNC assim como os controladores utilizados. Utilizando o Labview faremos uma IHM (Interface Homem Máquina) para a geração de elementos necessários para a validação e comparação das leis de controle analisadas. Dentro de cada ambiente previsto serão analisadas velocidades, acelerações, rejeição a ruído, robustez e outros elementos que julgarmos necessários para cada lei testada. Feito este ambiente realístico poderemos validá-lo com testes já conhecidos para assim testarmos as diferentes leis de controle em novos ambientes programáveis, com isto conheceremos as respostas de cada controlador o que nos permitirá fazer uma conclusão sobre qual é o controlador mais bem adaptado segundo nossos critérios de análise. Também será feita uma análise atual e futura do custo/benefício de cada controlador dentro de cada ambiente de trabalho. Com isto poderemos também prever o futuro das indústrias em relação aos controladores preditivos assim como sua aplicação em outros meios como domótica, automação predial, engenharia biomédica, carro autônomo, etc.