Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hage, Luiz Armando Barbosa
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234587
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2021.
id UFSC_71c1fddbf1a69109c68c38d3884a92b3
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/234587
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planarEngenharia de sistemasAutomaçãoManipuladores (Mecanismo)Controle automáticoDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2021.Os manipuladores móveis são uma classe de robôs que desempenham um papel essencial na logística dos armazéns de produtos, explorando locais inacessíveis e perigosos, e muito mais. No entanto, não é uma tarefa fácil controlá-los ou navegá-los. Eles possuem singularidades e não-linearidades e, enquanto em movimento, devem evitar obstáculos e áreas restritas. Uma vez que os manipuladores móveis são sistemas não-lineares com operações complexas, a literatura explora vários controladores para mover e controlar esses sistemas. No entanto, poucos trabalhos tratam o controle com restrições para manipuladores móveis. Esta dissertação apresenta uma estratégia de controle com restrição de movimento conhecida como Explicit Reference Governor (ERG) para um manipulador móvel planar não-holonômico com dois graus de liberdade (2-DOF). Em contraste com outras soluções para o problema de controle com restrição, o ERG fornece uma solução de baixo custo computacional aplicada diretamente ao sistema já controlado, tornando-o interessante para robôs móveis cujos recursos computacionais e energéticos são limitados. O ERG gera uma nova referência a um sistema pré-estabilizado conduzido ao valor desejado, ao passo que respeita as restrições impostas. Para a aplicação do sistema proposto, é fundamental modelar e pré-estabilizar o manipulador móvel que, por simplicidade, é controlado no seu espaço de trabalho por Controle de Dinâmica Inversa mais compensação dinâmica. A eficácia da proposta é estudada e confirmada utilizando resultados de simulação, nos quais são consideradas as restrições de movimento posicional no espaço de trabalho do robô e restrições por singularidade conhecidas.Abstract: Mobile manipulators are a class of robots that play an essential role in logistics in product warehouses, exploring inaccessible and hazardous locations, and much more. However, it is not an easy task to control or navigate them. They have singularities and nonlinearities. And while in motion, they must avoid obstacles and restricted areas. Since mobile manipulators are non-linear systems with complex operations, the literature explores several controllers for moving and controlling the system. However, few works address motion constraints. This dissertation presents a constrained control strategy known as Explicit Reference Governor (ERG) for a planar nonholonomic mobile manipulator with two degrees of freedom (2-DOF). In contrast to other solutions to the constrained control problem, the ERG provides a computationally low-cost solution applied directly to the already controlled system, making them interesting for mobile robotic systems whose computational and energy resources are limited. The ERG generates a new reference to a pre-stabilized system driven to the desired value while respecting the constraints. For the application of the proposed system, it is fundamental to model and pre-stabilize the mobile manipulator that, for simplicity, is controlled in its workspace by Reverse Dynamics Control plus dynamics compensation. The proposal's effectiveness is studied and confirmed using simulation results in which positional motion constraints in the robot's workspace and known singularity constraints of the system are considered.De Pieri, Edson RobertoEl youssef, Ebrahim SamerUniversidade Federal de Santa CatarinaHage, Luiz Armando Barbosa2022-05-19T14:41:45Z2022-05-19T14:41:45Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis84 p.| il., gráfs.application/pdf374461https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234587porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-19T14:41:46Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/234587Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-05-19T14:41:46Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
title Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
spellingShingle Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
Hage, Luiz Armando Barbosa
Engenharia de sistemas
Automação
Manipuladores (Mecanismo)
Controle automático
title_short Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
title_full Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
title_fullStr Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
title_full_unstemmed Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
title_sort Estudo sobre modelagem e controle com restrições de manipulador móvel não-holonômico planar
author Hage, Luiz Armando Barbosa
author_facet Hage, Luiz Armando Barbosa
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv De Pieri, Edson Roberto
El youssef, Ebrahim Samer
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Hage, Luiz Armando Barbosa
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia de sistemas
Automação
Manipuladores (Mecanismo)
Controle automático
topic Engenharia de sistemas
Automação
Manipuladores (Mecanismo)
Controle automático
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2021.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
2022-05-19T14:41:45Z
2022-05-19T14:41:45Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 374461
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234587
identifier_str_mv 374461
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234587
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 84 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808651913139322880