Modelagem e compensação de atrito em robôs manipuladores com flexibilidades nas juntas: identificação, análise e resultados experimentais

Abstract

Neste trabalho é estudado o problema de controle de posição em robôs manipuladores considerando flexibilidade nas juntas e o atrito relacionado à parte rígida do sistema. Para tal é realizado um estudo aprofundado de modelos dinâmicos de atrito. Nesta dissertação, os modelos de LuGre e Maxwell-Slip generalizado (GMS) são analisados e identificados através de metodologias dedicadas para cada caso. Além do estudo dos modelos são desenvolvidos matematicamente dois controladores não-lineares: Controlador em Cascata e Controlador Backstepping. Para ambas as técnicas de controle foram realizadas adaptações para incorporarem em sua estrutura o modelo do atrito de LuGre e conseqüentemente a compensação do mesmo. Para o Modelo GMS este trabalho introduz uma proposta de adaptação da técnica de controle Cascata para compensação de atrito. Para validação destas teorias foram implementados melhoramentos em uma bancada experimental para este fim. Esta bancada constitui-se de um robô manipulador planar com dois graus de liberdade cujos acoplamentos são flexíveis. Através dos resultados obtidos é verificada a validade dos modelos e teorias utilizados para o problema de seguimento de trajetórias.