Observador de estado não-linear para máquina de corte a laser com acionamento por correias

Abstract

Este trabalho apresenta a implementação de um observador de estados não-linear aplicado a máquinas de corte a LASER acionadas por correias sincronizadoras. O acionamento por correias é comumente encontrado na conversão de movimento angular em linear em máquinas de corte a LASER. Este tipo de acionamento permite que o sistema de movimentação atinja velocidades altas e um grande campo de trabalho, porém reduz a rigidez do sistema devido a inclusão da correia, que é um elemento elástico. Os controladores existentes, que consideram a elasticidade da correia nesses sistemas de acionamento, utilizam medição direta da posição linear do efetuador final, o bico de corte LASER, na malha de controle. Neste trabalho é apresentada uma alternativa à utilização de medição direta da posição linear, que é a utilização de um observador de estados para estimar a posição do efetuador final. Este trabalho ainda considera o atrito existente no sistema e apresenta um controlador com compensação do atrito. Os estados internos do atrito, necessários para realizar a compensação do mesmo, também é estimado pelo observador de estados implementado. Com o intuito de comparar os resultados obtidos com e sem a consideração da elasticidade da correia na malha de controle, são implementados dois controladores: um com a malha de controle de posição sendo realimentada com a posição angular medida no motor, e outro com a realimentação da posição linear observada no efetuador final.