Controle de manipuladores flexíveis usando atuadores e sensores piezoelétricos

• Processo: 04/15935-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2005
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2006
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Marcelo Areias Trindade
• Beneficiário: Luiz Henrique Mantovani da Costa
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Robótica Braços robóticos Robôs flexíveis Sensores piezoelétricos Controle de sistemas dinâmicos Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle De Estruturas | Manipuladores Flexiveis | Materiais Piezoeletricos | Vigas Em Grandes Deslocamentos | Vigas Sanduiche

Resumo

A demanda por sistemas robóticos operando em altas velocidades, com elevada precisão de posicionamento e baixo consumo de energia tornou necessário o estudo de manipuladores robóticos com braços flexíveis, visto que neste caso a deformação dos braços devido aos torques aplicados nas juntas e aos efeitos de inércia não pode mais ser desprezada. O erro de posicionamento devido às vibrações residuais dos braços flexíveis pode ser controlado através de técnicas passivas e/ou ativas. Uma das técnicas ativas considera o uso de materiais piezoelétricos, colados aos braços flexíveis do manipulador, agindo como sensores e atuadores distribuídos e que, associados a um controlador, possibilitam controlar ativamente as vibrações residuais. No entanto, observa-se que um dos fatores determinantes na performance do controle é a qualidade do modelo. Portanto, este projeto visa desenvolver um estudo do comportamento dinâmico de manipuladores flexíveis com transdutores piezoelétricos e das possíveis estratégias para a redução das vibrações residuais. Inicialmente, um modelo de manipulador flexível com apenas um braço e um transdutor piezoelétrico será formulado e implementado em ambiente MATLAB. Em seguida, serão realizadas simulações numéricas do comportamento dinâmico do manipulador quando sujeito a excitações mecânicas e/ou elétricas para visualização do comportamento dinâmico do sistema, avaliação da capacidade de atuação dos atuadores piezoelétricos e proposição de técnicas para redução das vibrações. (AU)