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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2015.tde-04082015-112812
Documento
Autor
Nome completo
Rayza Araújo Bezerra
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2015
Orientador
Banca examinadora
Grassi Junior, Valdir (Presidente)
Izuka, Jaime Hideo
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Título em português
Modelagem e controle de robô manipulador de base livre flutuante com dois braços
Palavras-chave em português
Controle de robôs
Manipulador espacial
Modelagem de robôs
Resumo em português
A pesquisa na área de robótica espacial lida com problemas exclusivos, acarretados pela natureza e características dinâmicas dos sistemas. Isso torna a modelagem uma área de extrema importância para garantir um desempenho satisfatório. A maior característica dos braços robóticos espaciais é que seu movimento perturba a espaçonave na qual está acoplado. Essa propriedade deve ser levada em consideração, especialmente no caso de robôs de base livre flutuante que não possuem controle de posição ou atitude na base. A maior destreza e flexibilidade de manipuladores de múltiplos braços faz com que sua pesquisa seja colocada em foco. Eles possuem maior possibilidade de lidar com cargas maiores e fornecer maior acurácia em tarefas como montagens, reparos, abastecimento, etc. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento do modelo de um manipulador espacial de base livre flutuante de dois braços. Esse modelo, então, foi aplicado no desenvolvimento de um sistema de controle. A metodologia sugerida facilita, não só a obtenção do modelo, como também a especificação de controladores. Dois esquemas de controle foram desenvolvidos: um no espaço da tarefa e outro no espaço das juntas, com diferentes especificações de trajetórias. A simulação do sistema foi realizada no ambiente Simulink (MATLAB) e os resultados são discutidos, indicando as situações de falha dos controladores especificados.
Título em inglês
Modeling and control of dual-arm free-floating manipulator
Palavras-chave em inglês
Robot control
Robot modelling
Space manipulator
Resumo em inglês
Space robotics research faces unique problems, which are mainly related to the intrinsic nature and dynamic characteristics of its systems. As a consequence, modelling becomes essential to guarantee the best system result. A important characteristic of space robotic arms is that their movements affect their bases position and attitude. This property must be taken into account, specially in the case of free floating space manipulators which have no control system for the base. High dexterity and flexibility of multi-arm manipulators cause their research to be a focus for the community. With higher loads and accuracy demands, they are more likely to suceed in tasks such as maintenance, assembly, refueling, among others. In that context, this thesis aims to develop a model for a dual-arm free-floating space manipulator. The model, then, is used in the design of a control system. The suggested methodology makes the process easier not only the modelling, but also the controller design. Two control schemes were developed: one in joint and the other in task space, with different trajectories. System simulations were run on Simulink (MATLAB) and the obtained results were discussed, with comments regarding fault situations for the specified control systems.
 
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Rayza.pdf (3.02 Mbytes)
Data de Publicação
2015-08-07
 
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