Modelagem, simulação e controle em cascata de um robô manipulador hidrálico

Abstract

Neste trabalho, apresentam-se a modelagem e o controle em cascata de um manipulador hidráulico de dois graus de liberdade. Baseando-se em estudos de robôs industriais, em várias aplicações com manipulação de cargas pesadas, torna-se atrativa a utilização de manipuladores hidráulicos, devido as suas características de excelente relação torque/dimensão, resposta rápida e alta durabilidade, confirmando assim sua importância na automação flexível. Por outro lado, estes sistemas possuem características dinâmicas não-lineares e são relativamente difíceis de controlar. As não-linearidades são associadas à compressibilidade do fluido hidráulico e as complexas características da vazão da válvula. O controle clássico PID possui simplicidade e facilidade de implementação, porém diante de tais não-lineares, a resposta do sistema pode não alcançar o desempenho desejado. Com o objetivo de superar as limitações impostas pelos controladores clássicos, propõe-se uma metodologia de controle em cascata que consiste em dividir o sistema em dois subsistemas: o hidráulico e o mecânico. E a partir dos resultados das simulações conclui-se que o controle em cascata apresenta um melhor desempenho quando comparado aos controladores clássicos.