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Título: Optimal control and state observer for a robotic manipulator with three degrees of freedom
Título(s) alternativo(s): Controle ótimo e observador de estados em manipulador robótico com três graus de liberdade
Autor(es): Luz Junior, José Adenilson Gonçalves
Orientador(es): Tusset, Angelo Marcelo
Palavras-chave: Robótica
Robôs - Dinâmica
Controle eletrônico
Robotics
Robots - Dynamics
Electronic control
Data do documento: 5-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: LUZ JUNIOR, José Adenilson Gonçalves. Optimal control and state observer for a robotic manipulator with three degrees of freedom. 2018. 120 f. Master’s Thesis. (Master Degree in Eletrical Engineering) - Federal University of Technology - Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: Este trabalho apresenta a modelagem e simulação de um robô manipulador com três graus de liberdade e considerando suas estruturas com comportamento rígido. Os conceitos de cinemática para a dedução matemática e a mecânica de Lagrange foram usados para obter os modelos dinâmicos do manipulador e os atuadores DC com ímã permanente. Devido às características de não-linearidade e dinâmica, tanto o observador dos estados quanto o controle utilizado foram baseados na State Dependet Ricatti Equation (SDRE). As simulações feitas para parâmetros de desempenho constantes demonstraram a eficácia do controle ótimo aplicado ao manipulador e aos modelos de atuadores DC escolhidos. As aplicações das trajetórias ao manipulador enriquecem a aplicabilidade do projeto e os resultados obtidos com as técnicas escolhidas mostram sua eficiência.
Abstract: This work presents the modeling and simulation of a robotic manipulator robot with three degrees of freedom by considering its structures with rigid behavior. The concepts of kinematics for the mathematical deduction and the Lagrangian mechanics were applyed to obtain the dynamic models of the manipulator and the DC actuators with are considered as permanent magnet motors. Due to the nonlinearities and dynamics characteristics, both the states observer and the controler used were based on State Dependet Ricatti Equation (SDRE). The simulations made for constant performance parameters demonstrated the effectiveness of the optimal control applied to the manipulator and to the chosen DC actuator models. The applications of trajectories to the manipulator enrich the applicability of the project and the results obtained with the techniques chosen show his efficiency.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3748
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