Este trabalho trata da modelagem, identificação e controle de estruturas flexíveis com a finalidade de aplicar esses estudos à área aeroespacial. Um capítuloinicial sobre a modelagem simbólica de manipuladores robóticos com elos flexíveis foi desenvolvido a fim de elucidar este tipo de modelagem com um exemplo simples. O trabalho também apresenta resultados obtidos com experimentos desenvolvidos em laboratório, visando a comparação entre resultados teóricos e experimentais e a identificação de parâmetros modais das estruturas em estudo. A formulação adotada, ao longo do texto, para a obtenção dos modelos analíticos é a abordagem Lagrangeana. A dinâmica dos atuadores utilizados nos experimentos e a implementação de um controlador PID também são estudados. A técnica de controle LQG/LTR que é adequada a este tipo de sistema devido às incertezas provenientes da discretização do modelo, também foi estudada e resultados das simulações feitas são apresentados.
Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Católica de Petrópolis (1983), mestrado em Engenharia e Tecnologia Espaciais pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1986) e doutorado em Engenharia Aeronáutica e Mecânica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1997). Atualmente é professor assistente doutor da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho e professor assistente doutor da Universidade de Taubaté. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Mecatrônica, atuando principalmente nos seguintes temas: robótica, processamento de imagens, controle, automação industrial e modelagem de sistemas físicos.
Saiba mais
I. Introdução
I.1 Revisão bibliográfica
I.2 Organização do trabalho
II.Derivação simbólica de modelo dinâmico de manipulares robóticos com elos flexíveis
II.1 Introdução
II.2 Modelagem teórica para manipuladores rígidos
II.3 Modelagem simbólica de um manipulador robótico com elos flexíveis
II.3.1 Equações do movimento
II.4 O software MATHEMATICA®
II.5 O programa desenvolvido
II.6 Resultados obtidos
III. Modelagem e identificação experimental de um manipulador robótico com um elo flexível
III.1 Introdução
III.2 Modelagem
III.2.1 Solução para o modelo do manipulador robótico flexível
III.2.2 Modelagem do atuador
III.2.3 Modelagem dos sensores
III.2.4 Funções de transferência experimentais
III.3 Comparação entre os resultados analíticos e experimentais
III.4 Projeto de um compensador simples
III.5 Controle analógico de uma viga flexível
III.6 O método de controle LQG/LTR
IV. Modelagem analítica e identificação experimental de uma estrutura com apêndices flexíveis
IV.1 Introdução
IV.2 Modelagem
IV.3 Descrição do experimento
IV.4 Análise modal para obtenção das FRF´s experimentais
IV.5 Comparação entre os resultados numéricos e analíticos
IV.6 Projeto de compensadores para o controle de uma estrutura multicorpos com apêndices flexíveis
IV.7 Projeto de um controlador usando a técnica LQG/LTR
V. Comentários e sugestões
Referências bibliográficas
ApêndiceA: Programa que deriva simbolicamente as equações do modelo dinâmico de um manipulador robótico com um único elo flexível, usando a formulação Lagrangeana
ApêndiceB: Programa MATLAB® que implementa o métodoLQG/LTR
ApêndiceC: Programa MAPLE V® que deriva o modelo do sistema multicorpos
ApêndiceD: Considerações práticas do projeto para construção do sistema multicorpos