Modelagem e Compensação da Dinâmica de Robôs Móveis e sua Aplicação em Controle de Formação
Nome: FELIPE NASCIMENTO MARTINS
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 06/03/2009
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| MARIO SARCINELLI FILHO | Orientador |
| TEODIANO FREIRE BASTOS FILHO | Co-orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| JUSSARA FARIAS FARDIN | Examinador Interno |
| MARIO SARCINELLI FILHO | Orientador |
| PABLO JAVIER ALSINA | Examinador Externo |
| PAULO FARIAS SANTOS AMARAL | Examinador Interno |
| RICARDO CARELLI | Coorientador |
Páginas
Resumo: Uma proposta de modelagem da dinâmica de robôs móveis tipo uniciclo é aqui apresentada e utilizada no projeto de controladores para os referidos robôs, inclusive num contexto de controle de formação. A dinâmica dos robôs móveis é modelada através de uma nova abordagem, baseada em um modelo dinâmico que aceita sinais de velocidades linear e angular como entradas. O novo modelo dinâmico apresentado tem suas propriedades estudadas e posteriormente utilizadas no desenvolvimento de controladores adaptativos, para compensar os efeitos da dinâmica de robôs móveis quando realizam
tarefas de seguimento de trajetória, posicionamento e controle de formação. A teoria de Lyapunov é utilizada para analisar a estabilidade do equilíbrio para cada caso, também sendo realizada análise de robustez à variação de parâmetros e à presença de distúrbios não modelados. A influência da compensação da dinâmica é estudada, e sua importancia evidenciada através do cálculo de um índice de desempenho obtido em simulações e experimentos. Três estratégias de controle de formação com compensação dinâmica são apresentadas, sendo uma de controle descentralizado tipo líder-seguidor e duas de controle centralizado tipo estruturas virtuais. Uma das estratégias de controle centralizado é aqui proposta, sendo apresentado o desenvolvimento do Esquema de Controle Multicamadas. Tal esquema permite que cada parte do problema de controle de formação seja resolvido por um módulo independente, aumentando sua flexibilidade. É proposto um controlador de formação que posiciona os robôs numa formação que pode ser fixa ou variável, tanto em posição como em forma, sendo possível enfatizar a importância do controle de posicionamento ou de forma da formação. A influência da compensação dinâmica neste controle de formação é analisada e ilustrada através de resultados de simulação e também de experimentos.
