Sistema inercial diferencial para plataformas multi-corpo dinâmicas

• Autor(a) principal: Silva, Nuno Ricardo Lemos
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/7587
• topic: Engenharia mecânica; Sensores; Sistemas de navegação inercial; Sistemas diferenciais; Filtros de Kalman; Microcontroladores

Este trabalho propõe um sistema para monitorização de movimentos relativos das várias partes de uma plataforma multi-corpo. O estudo efectuado pretende viabilizar a utilização de vários sensores inerciais para calcular as diferenças de velocidades e acelerações entre os mesmos e assim adquirir os movimentos relativos entre as várias partes de uma plataforma multi-corpo. Numa fase inicial é realizado um estudo sobre os sensores inerciais no geral e outro sobre os sensores que estão disponíveis no laboratório. Na fase seguinte é realizada uma pesquisa sobre o estado da arte. O próximo passo inicia com a correcção de dois problemas existentes nos dados do giroscópio e com a exploração da aplicação de um filtro de Kalman nos dados em bruto de modo a reduzir o ruído dos sensores. Após a minimização do ruído passa-se para o tratamento de dados dos giroscópios com vista a que estes permitam a aquisição dos movimentos relativos de uma junta através da integração da velocidade angular e de várias transformações geométricas. Com as acelerações adquiridas pelos acelerómetros será possível obter a posição angular absoluta de todos os ângulos de Euler, embora um dos ângulos necessite de condições específicas. Os sensores e o algoritmo dos sistemas diferenciais foram testados em diversas condições, nomeadamente no estado de repouso e no estado dinâmico com movimentos simples, no plano, e movimentos complexos no espaço. Em ambos os casos o algoritmo dos sistemas inerciais mostrou-se robusto e eficaz.