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Gêmeos Digitais: uma Abordagem Integrada para a Modelagem e Controle de Manipuladores Flexíveis

Processo: 23/07834-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica
Pesquisador responsável:Maira Martins da Silva
Beneficiário:Renan Sanches Geronel
Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Diagnóstico de falhas   Modelagem dinâmica   Sistemas de controle   Mecatrônica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:diagnóstico de falhas | Gêmeos Digitais | Hardware-In-The-Loop | Modelagem dinamica | Sistemas de Controle | mecatrônica

Resumo

Modelos dinâmicos se mostram essenciais não só no projeto de um sistema, mas também na sua automação e diagnóstico de anomalias. No entanto, qualquer abordagem de simulação está sujeita ao impacto do equacionamento físico, de parâmetros incertos ou aproximações metodológicas. Além disso, a precisão desses modelos também enfrenta limites para prever as condições únicas de fabricação e operação que afetam o sistema real. Neste projeto de pesquisa, um gêmeo digital executável será implementado em um manipulador paralelo com elos flexíveis (3RRR). A modelagem do sistema físico será realizada através da Metodologia de Modelagem Modular (MMM), onde o movimento dos corpos rígidos é derivado a partir das Equações e Gibs-Appel e o movimento relacionado a flexibilidade dos elos é obtida através das participações modais dos componentes flexíveis. O gêmeo digital executável será utilizado em duas aplicações. A primeira aplicação é a implementação de uma estratégia de controle não linear preditivo baseada em modelos. O laço de controle utilizará o gêmeo digital para a predição da dinâmica do manipulador. A segunda aplicação é a proposta de um método para detecção de anomalias utilizado gêmeos digitais. A modelagem e o controle de um manipulador com elos flexíveis promovem avanços no uso da robótica em ambientes não estruturados.

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Publicações científicas
(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)
GERONEL, RENAN SANCHES; DE OLIVEIRA, GUSTAVO CORREA; DA SILVA, MAIRA MARTINS. Dual-loop control strategies for vibration attenuation of a flexible parallel manipulator. JOURNAL OF VIBRATION AND CONTROL, v. N/A, p. 13-pg., . (18/21336-0, 22/06816-1, 23/07834-6)
RINALDI, MARCO; WANG, SHENG; GERONEL, RENAN SANCHES; PRIMATESTA, STEFANO. Application of Task Allocation Algorithms in Multi-UAV Intelligent Transportation Systems: A Critical Review. BIG DATA AND COGNITIVE COMPUTING, v. 8, n. 12, p. 23-pg., . (23/07834-6)
GERONEL, RENAN S.; BUENO, DOUGLAS D.. Design of Dual Loop Control to Attenuate Vibration of Payload Carried by a UAV. ENG, v. 5, n. 3, p. 17-pg., . (23/07834-6)