Orientador: João Mauricio Rosario

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: A necessidade de aumentar as especificações na área de controle de juntas robóticas contribui para que novas leis de controle avançado sejam estudadas. Mas, antes da implementação dessas novas estratégias de controle no sistema reaL a suas validações podem ser feitas dentro de um ambiente...

Resumo: A necessidade de aumentar as especificações na área de controle de juntas robóticas contribui para que novas leis de controle avançado sejam estudadas. Mas, antes da implementação dessas novas estratégias de controle no sistema reaL a suas validações podem ser feitas dentro de um ambiente virtual realístico, através de simulação e prototipagem rápida. Assim, o objetivo deste trabalho é primeiramente a criação de tal ambiente virtual utilizando Matlab/Simulink@, onde são inseridos a cinemática dinâmica, parte geométrica, atuadores, controladores e IHM (interface homeme-máquina). Em seguida, o projeto e a validação de leIs de controle preditivo robusto aplicado a juntas robóticas é implementado dentro desse ambiente, com uma aplicação particular de uma mesa de posicionamento com 3 graus de liberdade. As leis de controle seguem um original conceito com a combinação de estruturas de controle preditivo sob a forma RST e as características de robustificação de encontro às incertezas não-estruturadas através da parametrízação de Youla. A sintonia dos parâmetros também é considerada como parte do ambiente virtual. O simulador desenvolvido permite finalmente avaliar o desempenho obtido com a lei de controle avançada, mostrando o bom desempenho com relação às perturbações e à rejeição de ruídos.

Abstract: Satisfying more and more severe specifications in the field of robotic joints control requires now implementation of advanced control laws. But, before applying these new strategies on the system, their validation within a realistic virtual environment, used for simulation and rapid...

Abstract: Satisfying more and more severe specifications in the field of robotic joints control requires now implementation of advanced control laws. But, before applying these new strategies on the system, their validation within a realistic virtual environment, used for simulation and rapid prototyping purposes, is necessary. The aim of this work is first the elaboration of such of virtual environment in the Matlab/Simulink@ ffamework, including kinematics, dynamics, geometric part, actuators, controllers and appropriate HMI interfaces. Further, the design and validation of robust predictive control laws for robotic joints control is developed, within this environment, with a particular application to a positioning table with 3 degree-of-freedom The axis control law follows an original concept mixing predictive control structures under an RST form and robustification features against unstructured uncertainties through the Youla parameterization. Tuning of control law parameters is also considered as part of the virtual environment. The developed simulator finally enables to assess the performances obtained with the advanced control law, showing the good performance in relation to disturbances and measurement noise rejection.