Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, James Sidney Freitas de
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5366
Resumo: The objective of this thesis was to model and control in real time a planar manipulator robot with two degrees of freedom (2-DOF), comprising a rotational and a prismatic link. The rotational link is an aluminum U-channel activated by a motor-reducer DC. The prismatic link comprises a double-acting pneumatic cylinder and a pass-through rod fixed inside the U-channel and activated by a 5-way electropneumatic proportional valve with three positions. A 10 turn potentiometer senses the angular position of the rotational link, and a potentiometric ruler senses its linear position of the prismatic link. The mathematical model that represents the manipulator robot, whose parameters are estimated in real time by the recursive least squares (RLS) method, is obtained as a function of the inputs fed into the manipulator and its measured outputs, considering the coupling between the links, based on a structure predefined for this purpose. After modeling the system, self-adjustable adaptive controls of generalized minimum variance (GMV) are designed and implemented, which control the position of the manipulator robot according to trajectories specified for the two links. Lastly, the estimated and experimental responses of the system are presented and compared, considering its links operating in uncoupled and coupled mode under the action of the designed controls.
id UFPB_7aca66f60076a998ed60b2fe820103a9
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpb.br:tede/5366
network_acronym_str UFPB
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository_id_str
spelling Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planarADAPTIVE CONTROL APPLIED TO A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR MANIPULATOR ROBOTRobóticaIdentificação de SistemasControle AdaptativoRoboticsSystems IdentificationAdaptive ControlCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe objective of this thesis was to model and control in real time a planar manipulator robot with two degrees of freedom (2-DOF), comprising a rotational and a prismatic link. The rotational link is an aluminum U-channel activated by a motor-reducer DC. The prismatic link comprises a double-acting pneumatic cylinder and a pass-through rod fixed inside the U-channel and activated by a 5-way electropneumatic proportional valve with three positions. A 10 turn potentiometer senses the angular position of the rotational link, and a potentiometric ruler senses its linear position of the prismatic link. The mathematical model that represents the manipulator robot, whose parameters are estimated in real time by the recursive least squares (RLS) method, is obtained as a function of the inputs fed into the manipulator and its measured outputs, considering the coupling between the links, based on a structure predefined for this purpose. After modeling the system, self-adjustable adaptive controls of generalized minimum variance (GMV) are designed and implemented, which control the position of the manipulator robot according to trajectories specified for the two links. Lastly, the estimated and experimental responses of the system are presented and compared, considering its links operating in uncoupled and coupled mode under the action of the designed controls.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA presente tese tem como objetivo o modelamento e controle em tempo real de um robô manipulador de dois graus de liberdade planar, constituído de um elo rotacional e outro prismático. O elo rotacional é um perfil U em alumínio e tem como atuador um motor-redutor de corrente contínua. O elo prismático é composto por um cilindro pneumático de dupla ação e haste passante, fixado no interior do perfil U e tem como atuador uma válvula eletropneumática proporcional de cinco vias e três posições. O sensoriamento de posição angular do elo rotacional é realizado por meio de um potenciômetro de dez voltas, e o de posição linear do elo prismático é realizado através de uma régua potenciométrica. É obtido o modelo matemático representativo do robô manipulador cujos parâmetros são estimados em tempo real pelo método dos mínimos quadrados recursivo (MQR), em função de entradas impostas ao manipulador e das saídas obtidas considerando o acoplamento entre os elos, a partir de uma estrutura pré-definida para este fim. De posse do modelo do sistema, controladores adaptativos de variância mínima generalizado (GMV) auto-ajustáveis são projetados e implementados visando o controle de posição do robô manipulador, conforme trajetórias especificadas para ambos os elos. Resultados de simulações e experimentais dos modelos estimados e respostas do sistema, considerando seus elos operando de forma desacoplada e acoplada sob a ação dos controladores, são apresentados e comparados.Universidade Federal da Paraí­baBREngenharia MecânicaPrograma de Pós Graduação em Engenharia MecânicaUFPBRiul, José Antôniohttp://lattes.cnpq.br/1577115832986997Carvalho, James Sidney Freitas de2015-05-08T14:59:51Z2018-07-21T00:03:46Z2010-01-122018-07-21T00:03:46Z2009-10-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCARVALHO, James Sidney Freitas de. ADAPTIVE CONTROL APPLIED TO A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR MANIPULATOR ROBOT. 2009. 208 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2009.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5366porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T00:57:57Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5366Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2018-09-06T00:57:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
ADAPTIVE CONTROL APPLIED TO A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR MANIPULATOR ROBOT
title Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
spellingShingle Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
Carvalho, James Sidney Freitas de
Robótica
Identificação de Sistemas
Controle Adaptativo
Robotics
Systems Identification
Adaptive Control
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
title_full Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
title_fullStr Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
title_full_unstemmed Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
title_sort Controle adaptativo aplicado em um robô manipulador de dois graus de liberdade planar
author Carvalho, James Sidney Freitas de
author_facet Carvalho, James Sidney Freitas de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Riul, José Antônio
http://lattes.cnpq.br/1577115832986997
dc.contributor.author.fl_str_mv Carvalho, James Sidney Freitas de
dc.subject.por.fl_str_mv Robótica
Identificação de Sistemas
Controle Adaptativo
Robotics
Systems Identification
Adaptive Control
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Robótica
Identificação de Sistemas
Controle Adaptativo
Robotics
Systems Identification
Adaptive Control
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description The objective of this thesis was to model and control in real time a planar manipulator robot with two degrees of freedom (2-DOF), comprising a rotational and a prismatic link. The rotational link is an aluminum U-channel activated by a motor-reducer DC. The prismatic link comprises a double-acting pneumatic cylinder and a pass-through rod fixed inside the U-channel and activated by a 5-way electropneumatic proportional valve with three positions. A 10 turn potentiometer senses the angular position of the rotational link, and a potentiometric ruler senses its linear position of the prismatic link. The mathematical model that represents the manipulator robot, whose parameters are estimated in real time by the recursive least squares (RLS) method, is obtained as a function of the inputs fed into the manipulator and its measured outputs, considering the coupling between the links, based on a structure predefined for this purpose. After modeling the system, self-adjustable adaptive controls of generalized minimum variance (GMV) are designed and implemented, which control the position of the manipulator robot according to trajectories specified for the two links. Lastly, the estimated and experimental responses of the system are presented and compared, considering its links operating in uncoupled and coupled mode under the action of the designed controls.
publishDate 2009
dc.date.none.fl_str_mv 2009-10-28
2010-01-12
2015-05-08T14:59:51Z
2018-07-21T00:03:46Z
2018-07-21T00:03:46Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CARVALHO, James Sidney Freitas de. ADAPTIVE CONTROL APPLIED TO A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR MANIPULATOR ROBOT. 2009. 208 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2009.
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5366
identifier_str_mv CARVALHO, James Sidney Freitas de. ADAPTIVE CONTROL APPLIED TO A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR MANIPULATOR ROBOT. 2009. 208 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2009.
url https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5366
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraí­ba
BR
Engenharia Mecânica
Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraí­ba
BR
Engenharia Mecânica
Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
instname_str Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron_str UFPB
institution UFPB
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
repository.mail.fl_str_mv diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br
_version_ 1801842888831664128