Controle de atitude de pêndulos invertidos utilizando rodas de reação e controle por momento giroscópico com velocidade variável

• Processo: 18/13751-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Samuel da Silva
• Beneficiário: João Francisco Silva Trentin
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Controle de sistemas mecânicos Dinâmica não linear Pêndulo invertido
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: attitude control | nonlinear dynamics | reaction wheels | Variable Speed Control Moment Gyroscope - VSCMG | Controle de Sistemas Mecânicos

Resumo

O controle por momento giroscópico com velocidade variável (VSCMG) é um atuador aerospacial inovador utilizado para o controle de atitude de satélites e espaçonaves. Esse tipo de mecanismo utiliza da maneira conjunta os aspectos favoráveis da utilização de um Controle por Momento Giroscópico (CMG) tradicional, porém com a velocidade angular da roda de reação podendo ser variada, sendo capaz de evitar singularidades que ocorrem quando CMGs são usados. A partir da mudança controlada na taxa de variação do momento angular, é possível controlar a taxa de oscilação e direção de corpos rígidos no espaço. Assim, o objetivo desse doutorado direto FAPESP é investigar novas configurações de pêndulos que são atuados por rodas de reação (pêndulo com duas rodas de reação) ou por um mecanismo de controle por momento giroscópico com velocidade variável acoplado a um pêndulo esférico. Essa investigação pode contribuir com o uso de um mecanismo VSCMG no campo da robótica, visto que modelos de robôs são aproximados pela dinâmica de pêndulos invertidos por um longo tempo e as configurações de pêndulos que serão estudadas são únicas e podem apresentar novos resultados interessantes. As estratégias de controle a serem utilizadas serão obtidas a partir da teoria de controle de Lyapunov e do controle por estrutura variável. Essa proposta apresenta a motivação para o trabalho, os objetivos, parte dos resultados obtidos até o momento no mestrado, as principais contribuições esperadas, o plano de trabalho com o cronograma estimado, informações sobre o candidato e o papel dos colaboradores dessa proposta. (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)

SILVA TRENTIN, JOAO FRANCISCO; SANTOS, DAVI A.. Predefined-time global sliding mode control design for a 3D pendulum. NONLINEAR DYNAMICS, v. N/A, p. 12-pg., 2022-05-24. (18/13751-8)

SILVA TRENTIN, JOAO FRANCISCO; DA SILVA, SAMUEL; DE SOUZA RIBEIRO, JEAN MARCOS; SCHAUB, HANSPETER. Inverted Pendulum Nonlinear Controllers Using Two Reaction Wheels: Design and Implementation. IEEE ACCESS, v. 8, p. 74922-74932, 2020. (18/13751-8)

SILVA TRENTIN, JOAO FRANCISCO; SANTOS, DAVI A.; DA SILVA, SAMUEL; SCHAUB, HANSPETER. Dynamic modeling and control of a spherical pendulum with a VSCMG. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 44, n. 8, p. 14-pg., 2022-08-01. (17/12985-2, 20/12314-3, 18/13751-8)

TRENTIN, JOAO F. S.; DA SILVA, SAMUEL; RIBEIRO, JEAN M. DE S.; SCHAUB, HANSPETER. An experimental study to swing up and control a pendulum with two reaction wheels. MECCANICA, v. 56, n. 4, SI, p. 981-990, APR 2021. (18/13751-8)

TRENTIN, JOAO F. S.; DA SILVA, SAMUEL; SCHAUB, HANSPETER. Variable Speed Control Moment Gyroscope in an Inverted Pendulum. JOURNAL OF DYNAMIC SYSTEMS MEASUREMENT AND CONTROL-TRANSACTIONS OF THE ASME, v. 141, n. 11, NOV 2019. (17/12985-2, 18/13751-8)

RUIZ, A.; BASQUEROTTO, C. H. C. C.; TRENTIN, J. F. S.; DA SILVA, S.. On a Qualitative and Lie Symmetry Analysis for a Pendulum with Two Reaction Wheels. QUARTERLY JOURNAL OF MECHANICS AND APPLIED MATHEMATICS, v. 75, n. 3, p. 22-pg., 2022-08-04. (18/13751-8, 20/12314-3)

Publicações acadêmicas

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

TRENTIN, João Francisco Silva. Attitude control of inverted pendulums using reaction wheels and variable speed control moment gyroscope. 2020. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Ilha Solteira Ilha Solteira.