| Título: | Modelagem e identificação experimental de estruturas flexíveis. |
| Autor: | Álvaro Manoel de Souza Soares |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Mecatrônica e Dinâmica de Sistemas |
| Orientador : | Luiz Carlos Sandoval Góes |
| Ano de Publicação : | 1997 |
| Curso : | Doutorado |
| Assuntos : | Robótica |
| t | Manipuladores |
| t | Cinemática |
| t | Estática |
| t | Controle linear quadrático gaussiano |
| t | Dinâmica de sistemas |
| t | Mecânica (Física) |
| t | Física |
| t | Engenharia mecânica |
| t | Computação |
| Resumo : | Este trabalho trata da modelagem, identificação e controle de estruturas flexíveis. A fim de estudar estes assuntos, a modelagem simbólica de manipuladores robóticos com elos flexíveis foi desenvolvida e dois experimentos foram montados e usados para o estudo do comportamento dinâmico deste tipo de estrutura. Os resultados experimentais obtidos foram comparados com os analíticos para a identificação dos modos de vibrar da estrutura. O primeiro experimento consistiu de um manipulador robótico flexível composto por uma viga de alumínio ligada a um cubo acionado por um motor DC. A dinâmica da viga foi caracterizada utilizando-se quatro tipos distintos de sensores: um acelerômetro piezoelétrico, um extensômetro, um tacômetro e um potenciômetro que fornece a posição angular da viga. O manipulador foi modelado com a aplicação do princípio estendido de Hamilton ao Lagrangiano do sistema. Devido a complexidade das equações obtidas, o sistema foi discretizado usando o Método dos Modos Assumidos e levando-se em consideração os três primeiros modos de vibrar da viga. Dois tipos de abordagens foram consideradas na discretização das equações: o modo vinculado e o modo desvinculado. Resultados experimentais, mostraram que o modelo analítico utilizando o modo desvinculado forneceu uma melhor aproximação do modelo experimental. O segundo experimento consistiu de uma estrutura multicorpos com apêndices flexíveis ligados a um cubo e também excitada por um motor DC sem escovas. A modelagem adotada também foi a formulação de Lagrange. Dois compressores (proporcional e proporcional/integral/derivativo) foram implementados em tempo real para fazer o controle da posição angular da estrutura. A técnica de controle LQG/LTR que é adequada a este tipo de sistema devido as incertezas provenientes da discretização do modelo, também foi estudada e resultados simulacionais são apresentados. |
| Data de Defesa : | 1997 |
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