Identificação e controle de um veículo elétrico robótico com diferencial eletrônico

• Processo: 18/05712-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: André Ricardo Fioravanti
• Beneficiário: Alexandre Monteiro Ribeiro
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecatrônica Robótica Controle não linear Veículos elétricos Dinâmica veicular Controladores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle não linear | Diferencial eletrônico | dinamica veicular | Veículo robótico terrestre | Mecatrônica

Resumo

Nos últimos anos, o uso de veículos terrestres autônomos tem se mostrado cada vez mais promissor com uma infinidade de aplicações, tanto civis como militares, envolvendo: Agricultura, monitoramento, mapeamento, transporte e na mobilidade e segurança. Foi nesse contexto de desenvolvimento de veículos robóticos todo-terreno ou "off-road", que foram criados, recentemente, dois projetos de pesquisa pelo grupo UNICAMP-CTI que são: Projeto VERO (Veículo Robótico, 2009-2014) e Projeto Fapesp VERDE ("Veículo Elétrico Robótico de Diferencial Eletrônico", 2014-2017). Ambos os projetos se propunham à prospecção e desenvolvimento de veículos elétricos multitração (com dois motores traseiros independentes), bem como à pesquisa e tecnologia associada à navegação autônoma das plataformas. A presente proposta se insere nesse contexto, com o intuito de desenvolver estratégias avançadas de controle e navegação para condições extremas de aderência pneu-solo, onde se leva em conta escorregamento, derrapagem e terrenos inclinados (típicos de veículos todo-terreno). Uma característica importante dos veículos desse tipo consiste no uso do diferencial eletrônico e na sua capacidade de atuação em rodas distintas. Essa propriedade versátil dos veículos multitração permite o desenvolvimento de estratégias robustas de distribuição de torque e velocidade nas rodas independentes, inclusive com a presença de redundâncias na atuação, o que torna a tarefa do controle ainda mais complexa. Dessa forma, o presente trabalho propõe o projeto e a validação de controladores robustos para o controle e estabilização do veículo em condições adversas. Um simulador de veículo terrestre já está sendo utilizado para os testes e validação das estratégias abordadas. Oportunamente, os controladores desenvolvidos em simulação serão embarcados e validados no veículo elétrico do Projeto VERDE. Ressalta-se que o presente projeto de pesquisa dá continuidade a um programa de cotutela com a Universidade Técnica de Lisboa, financiado pelo programa Erasmus e cuja primeira etapa de 18 meses já foi realizada em Lisboa, Portugal (2016-2017). (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

RIBEIRO, A. M.; KOYAMA, M. F.; MOUTINHO, A.; DE PAIVA, E. C.; FIORAVANTI, A. R.. comprehensive experimental validation of a scaled car-like vehicle: Lateral dynamics identification, stability analysis, and control applicatio. CONTROL ENGINEERING PRACTICE, v. 116, NOV 2021. (14/50851-0, 18/05712-2, 18/04905-1)

RIBEIRO, A. M.; QUIROZ, C. H. C.; FIORAVANTI, A. R.; KURKA, P. R. G.. On Differential Drive Robot Learning Convex Policy with Application to Path-Tracking. IFAC PAPERSONLINE, v. 54, n. 4, p. 6-pg., 2021-10-29. (18/05712-2)

RIBEIRO, ALEXANDRE M.; FIORAVANTI, ANDRE R.; MOUTINHO, ALEXANDRA; DE PAIVA, ELY C.. Sum of squares approach for ground vehicle lateral control under tire saturation forces. IFAC PAPERSONLINE, v. 53, n. 2, p. 7-pg., 2020-01-01. (18/05712-2, 18/04905-1, 14/50851-0)

RIBEIRO, A. M.; FIORAVANTI, A. R.; MOUTINHO, A.; DE PAIVA, E. C.. Nonlinear state-feedback design for vehicle lateral control using sum-of-squares programming. VEHICLE SYSTEM DYNAMICS, v. 60, n. 3, p. 27-pg., 2020-11-10. (14/50851-0, 18/04905-1, 18/05712-2)

RIBEIRO, A. M.; FIORAVANTI, A. R.; MOUTINHO, A.; DE PAIVA, E. C.. Nonlinear state-feedback design for vehicle lateral control using sum-of-squares programming. VEHICLE SYSTEM DYNAMICS, NOV 2020. (14/50851-0, 18/04905-1, 18/05712-2)

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. (18/04905-1, 18/05712-2)

RIBEIRO, ALEXANDRE M.; FIORAVANTI, ANDRE R.; MOUTINHO, ALEXANDRA; DE PAIVA, ELY C.; IEEE. Control Design Based on Sum of Squares Programming for Non-affine in Input Systems. 2020 IEEE 6TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL SCIENCE AND SYSTEMS ENGINEERING (ICCSSE), v. N/A, p. 6-pg., 2019-01-01. (18/05712-2, 18/04905-1, 14/50851-0)

Publicações acadêmicas

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

RIBEIRO, Alexandre Monteiro. Identification and control of an electric vehicle with electronic differential. 2021. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.