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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-01042021-144721
Documento
Autor
Nome completo
Danilo Henrique Costa Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Colón, Diego (Presidente)
Bueno, Átila Madureira
Serni, Paulo José Amaral
Título em português
Braço robótico com motor de passo: estudos para operação ótima e estimação de massa.
Palavras-chave em português
Análise de desempenho
Carga dinâmica
Chopper driver
Micro passo
Motor de passo
Resumo em português
Motores de passo podem ser descritos como motores DC digitais onde é possível obter um movimento preciso e bem definido. Entretanto, são sistemas não-lineares bastante complexos os quais precisam de um driver específico para realizar a interface entre o motor e o controlador digital a fim de obter o desempenho desejado. Os componentes supracitados formam um Step System e são a forma mais comum de utilização de motores de passo. O driver, incluído nas análises e simulações realizadas, proporciona um cenário mais próximo de uma sistema prático. Este trabalho combina as equações elétricas e mecânicas do modelo do motor de passo com as equações dinâmicas de um braço robótico de um grau de liberdade, com o intuito analisar o desempenho do sistema por meio de um framework, a análise proposta é realizada via Simulink e inclui a modelagem completa do driver, consistindo em analisar o tempo, o passo médio do motor e a eficiência energética do sistema completo. O Objetivo final é propor um método para estimacão da massa da carga quando o motor está parado com corrente fluindo nas bobinas.
Título em inglês
Robotic arm using step motors: studies for optimal operation and load mass estimation.
Palavras-chave em inglês
Chopper driver
Dynamic load
Micro stepping
Performance analysis
Step driver
Step motor
Resumo em inglês
Step motors can be described as digital DC motors where it is possible to obtain a very precise and fixed motion. They are, however, a rather complex non linear systems that need a specific driver for interfacing with a digital controller in order to achieve the desired performance. The aforementioned components compose a so called Step System and are the most common way of operating a step motor. The step driver, included in the simulations and analysis here performed, makes the scenario more close to a practical one. This work combines the step motor electrical and mechanical equations, with the dynamics of a 1 DOF robotic arm to analyse the performance of the system through a performance analysis framework, performed via Simulink© including the model of the driver, which consists of analysing the time, the mean of the actual stepped angle of the motor and energy efficiency and consumption of the whole system. The final goal is to propose a method to estimate the mass of the load when the motor is stopped with current flowing through its windings.
 
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Data de Publicação
2021-04-01
 
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