Control design for robotic manipulator systems subject to saturating actuators

• Autor(a) principal: Saraiva, Eduardo Scheffer
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
• Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9046
• topic: Quaternions; Differential Algebraic Representation; Linear Matrix Inequalities; Input Saturation; Robotic Manipulator; Newton-Euler Algorithm; Quatérnions; Representação Diferencial-Algébrica; Desigualdade Matriciais Lineares; Saturação de Entrada; Manipuladores Robóticos; Algoritmo Newton-Euler; ENGENHARIAS

Esta Dissertação propõe uma síntese sistemática do controlador considerando as não linearidades de um manipulador robótico planar através de otimização semidefinida. A ideia fundamental é representar a orientação do corpo em termos de quatérnions e acomodar o sistema numa representação algébrico-diferencial. Esta abordagem permite analisar e sintetizar o controlador assumindo um problema de otimização convexo sujeito a desigualdades matriciais lineares, a fim de garantir a estabilidade assintótica e exponencial de malha fechada. Neste método, nenhuma linearização é necessária e a adição de condições extras ao projeto de controle torna-se mais simples. Este método é capaz de fornecer garantias teóricas rigorosas considerando a dinâmica não linear envolvida em um sistema de manipulador robótico, sem recorrer a qualquer tipo de linearização ou aproximação. Além disso, o framework proposto, que é baseado em desigualdades matriciais lineares, é altamente versátil para extensões. Para demonstrar este ponto, esta Dissertação também aborda a saturação de entrada no projeto de controle. Exemplos numéricos do manipulador robótico não-linear de 2 elos com e sem saturação de entrada são fornecidos para ilustrar o método proposto.