Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Valadão, Gabriel Ribeiro
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29128
Resumo: O desenvolvimento na área de robótica avançou muito nas últimas décadas, com isso robôs estão cada dia mais presente, tanto no cotidiano das pessoas, com modelos usados para locomoção, lazer, como na indústria com objetivo de melhorar as condições de trabalho, robótica colaborativa, sendo utilizados para carregar peças ou acessar locais de alto risco para humanos. Entre os modelos de robô, o pêndulo invertido sobre duas rodas apresenta algumas características que o fazem destacar-se em algumas funções, como o reabastecimento de peças em indústrias por seu tamanho menor em relação a outros modelos. Este modelo de robô vem sendo estudado por pesquisadores da área de controle por sua dinâmica não linear. Muitas soluções utilizadas são feitas a partir do modelo linearizado do sistema. Este trabalho apresenta um modelo não linear e tem por objetivo propor um controlador que atue sobre este modelo para mantê-lo em equilíbrio durante o movimento. Para verificar o funcionamento do controle, simulações com diferentes condições de ângulo inicial e ponto de chegada do robô foram realizadas. Uma análise de sensibilidade paramétrica é feita para validação final dos resultados obtidos.
id UTFPR-12_e5d09f13d863b3d2282f3c13bd23f210
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/29128
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2022-07-28T13:12:51Z2022-07-28T13:12:51Z2022-06-22VALADÃO, Gabriel Ribeiro. Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29128O desenvolvimento na área de robótica avançou muito nas últimas décadas, com isso robôs estão cada dia mais presente, tanto no cotidiano das pessoas, com modelos usados para locomoção, lazer, como na indústria com objetivo de melhorar as condições de trabalho, robótica colaborativa, sendo utilizados para carregar peças ou acessar locais de alto risco para humanos. Entre os modelos de robô, o pêndulo invertido sobre duas rodas apresenta algumas características que o fazem destacar-se em algumas funções, como o reabastecimento de peças em indústrias por seu tamanho menor em relação a outros modelos. Este modelo de robô vem sendo estudado por pesquisadores da área de controle por sua dinâmica não linear. Muitas soluções utilizadas são feitas a partir do modelo linearizado do sistema. Este trabalho apresenta um modelo não linear e tem por objetivo propor um controlador que atue sobre este modelo para mantê-lo em equilíbrio durante o movimento. Para verificar o funcionamento do controle, simulações com diferentes condições de ângulo inicial e ponto de chegada do robô foram realizadas. Uma análise de sensibilidade paramétrica é feita para validação final dos resultados obtidos.Development in robotics has advanced over the past few decades, this way, robots are increasingly present both in people’s daily lives, with models for locomotion, fun, and in the industry for improving working conditions, collaborative robots, transport of parts or access to high-risk areas for humans. Among robot models, the two-wheeled inverted pendulum presents characteristics that make it stand out, such as replenishment of parts in industry due to its smaller size compared to other models. This robot has been studied by researchers in control area for its non-linear dynamics. Many solutions presented, utilizes a linearized model of the system. This work shows a non-linear model of the robot and propose a controller that acts on this model to keep it balanced during movement. To check the proposed controller, simulations with different conditions of initial angle and destination point were made. For further validation, parametric sensitivity analysis is taken.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoEngenharia de ComputaçãoUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de Informáticahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOSistemas lineares de controlePênduloReguladores (Máquinas)Linear control systemsPendulumGovernors (Machinery)Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodasTwo-wheeled inverted pendulum robot controlinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPato BrancoLima, Jeferson José deCasanova, DalcimarTorrico, César Rafael ClaureTeixeira, MarceloValadão, Gabriel Ribeiroreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALcontrolerobopenduloinvertido.pdfcontrolerobopenduloinvertido.pdfapplication/pdf5956543http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/1/controlerobopenduloinvertido.pdf66ab02303940a2d3fb249116914bf30fMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTcontrolerobopenduloinvertido.pdf.txtcontrolerobopenduloinvertido.pdf.txtExtracted texttext/plain52827http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/3/controlerobopenduloinvertido.pdf.txtf3f97a714542a77e254b72786b911c6fMD53THUMBNAILcontrolerobopenduloinvertido.pdf.jpgcontrolerobopenduloinvertido.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1197http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/4/controlerobopenduloinvertido.pdf.jpg879f062081828f063cf61d186b9a24caMD541/291282022-07-29 03:06:26.474oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/29128TmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbywgYXV0b3Jpem8gYSBVVEZQUiBhIHZlaWN1bGFyLCAKYXRyYXbDqXMgZG8gUG9ydGFsIGRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvIChQSUFBKSBlIGRvcyBDYXTDoWxvZ29zIGRhcyBCaWJsaW90ZWNhcyAKZGVzdGEgSW5zdGl0dWnDp8Ojbywgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBkZSBhY29yZG8gY29tIGEgTGVpIG5vIDkuNjEwLzk4LCAKbyB0ZXh0byBkZXN0YSBvYnJhLCBvYnNlcnZhbmRvIGFzIGNvbmRpw6fDtWVzIGRlIGRpc3BvbmliaWxpemHDp8OjbyByZWdpc3RyYWRhcyBubyBpdGVtIDQgZG8gCuKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgVHJhYmFsaG9zIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28gZGUgR3JhZHVhw6fDo28gZSAKRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgZGUgSW5mb3JtYcOnw6NvIGUgbm9zIENhdMOhbG9nb3MgRWxldHLDtG5pY29zIGRvIApTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkLCB2aXNhbmRvIGEgCmRpdnVsZ2HDp8OjbyBkYSBwcm9kdcOnw6NvIGNpZW50w61maWNhIGJyYXNpbGVpcmEuCgogIEFzIHZpYXMgb3JpZ2luYWlzIGUgYXNzaW5hZGFzIHBlbG8ocykgYXV0b3IoZXMpIGRvIOKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgClRyYWJhbGhvcyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvIGRlIEdyYWR1YcOnw6NvIGUgRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgCmRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlIG5vcyBDYXTDoWxvZ29zIEVsZXRyw7RuaWNvcyBkbyBTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdIGUgZGEg4oCcRGVjbGFyYcOnw6NvIApkZSBBdXRvcmlh4oCdIGVuY29udHJhbS1zZSBhcnF1aXZhZGFzIG5hIEJpYmxpb3RlY2EgZG8gQ8OibXB1cyBubyBxdWFsIG8gdHJhYmFsaG8gZm9pIGRlZmVuZGlkby4gCk5vIGNhc28gZGUgcHVibGljYcOnw7VlcyBkZSBhdXRvcmlhIGNvbGV0aXZhIGUgbXVsdGljw6JtcHVzLCBvcyBkb2N1bWVudG9zIGZpY2Fyw6NvIHNvYiBndWFyZGEgZGEgCkJpYmxpb3RlY2EgY29tIGEgcXVhbCBvIOKAnHByaW1laXJvIGF1dG9y4oCdIHBvc3N1YSB2w61uY3Vsby4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-07-29T06:06:26Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Two-wheeled inverted pendulum robot control
title Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
spellingShingle Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
Valadão, Gabriel Ribeiro
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Sistemas lineares de controle
Pêndulo
Reguladores (Máquinas)
Linear control systems
Pendulum
Governors (Machinery)
title_short Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
title_full Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
title_fullStr Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
title_full_unstemmed Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
title_sort Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas
author Valadão, Gabriel Ribeiro
author_facet Valadão, Gabriel Ribeiro
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Lima, Jeferson José de
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Casanova, Dalcimar
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Torrico, César Rafael Claure
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Teixeira, Marcelo
dc.contributor.author.fl_str_mv Valadão, Gabriel Ribeiro
contributor_str_mv Lima, Jeferson José de
Casanova, Dalcimar
Torrico, César Rafael Claure
Teixeira, Marcelo
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
topic CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Sistemas lineares de controle
Pêndulo
Reguladores (Máquinas)
Linear control systems
Pendulum
Governors (Machinery)
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas lineares de controle
Pêndulo
Reguladores (Máquinas)
Linear control systems
Pendulum
Governors (Machinery)
description O desenvolvimento na área de robótica avançou muito nas últimas décadas, com isso robôs estão cada dia mais presente, tanto no cotidiano das pessoas, com modelos usados para locomoção, lazer, como na indústria com objetivo de melhorar as condições de trabalho, robótica colaborativa, sendo utilizados para carregar peças ou acessar locais de alto risco para humanos. Entre os modelos de robô, o pêndulo invertido sobre duas rodas apresenta algumas características que o fazem destacar-se em algumas funções, como o reabastecimento de peças em indústrias por seu tamanho menor em relação a outros modelos. Este modelo de robô vem sendo estudado por pesquisadores da área de controle por sua dinâmica não linear. Muitas soluções utilizadas são feitas a partir do modelo linearizado do sistema. Este trabalho apresenta um modelo não linear e tem por objetivo propor um controlador que atue sobre este modelo para mantê-lo em equilíbrio durante o movimento. Para verificar o funcionamento do controle, simulações com diferentes condições de ângulo inicial e ponto de chegada do robô foram realizadas. Uma análise de sensibilidade paramétrica é feita para validação final dos resultados obtidos.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-07-28T13:12:51Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-07-28T13:12:51Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-06-22
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv VALADÃO, Gabriel Ribeiro. Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29128
identifier_str_mv VALADÃO, Gabriel Ribeiro. Controle de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29128
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.publisher.program.fl_str_mv Engenharia de Computação
dc.publisher.initials.fl_str_mv UTFPR
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Departamento Acadêmico de Informática
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/1/controlerobopenduloinvertido.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/2/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/3/controlerobopenduloinvertido.pdf.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/29128/4/controlerobopenduloinvertido.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 66ab02303940a2d3fb249116914bf30f
b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b
f3f97a714542a77e254b72786b911c6f
879f062081828f063cf61d186b9a24ca
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1797043951660695552