IDENTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO UTILIZANDO O MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS

Thamiris Lima Costa¹; Fabian Andres Lara-Molina¹; Victor Bolzon¹; Edson Hideki Koroishi¹; Daniel Almeida Colombo¹

¹ Universidade Tecnológica Federal do Paraná

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0945

Resumo

O escopo deste trabalho é aplicar métodos numéricos para identificar os parâmetros de um manipulador robótico com dois graus de liberdade baseado no Método dos Mínimos Quadrados (MMQ). Para isto, o modelo dinâmico do manipulador foi obtido utilizando a formulação de Lagrange no qual foram consideradas as forças inerciais, de coriolis e atritos viscosos e de Coulomb dos atuadores. O MMQ para a identificação de parâmetros consiste em minimizar o erro quadrático médio, cujo cálculo é realizado pela somatória dos quadrados das diferenças entre as variáveis das juntas correspondentes ao valor identificado e as variáveis das juntas do protótipo a ser identificado. Este método fornecerá uma quantificação da média dos parâmetros identificados e também uma medida de erro associada ao desvio padrão. Em esta contribuição as variáveis articulares do protótipo experimental correspondem a um modelo numérico no qual os parâmetros inerciais e dos atritos dos atuadores não são conhecidos. Para esta identificação, primeiramente, foi gerada uma trajetória senoidal com a primeira e segunda derivada contínuas, e o torque nos atuadores foi calculado utilizando o modelo dinâmico inverso. O modelo dinâmico direto auxilia a calcular as variáveis das juntas correspondentes ao modelo numérico a ser identificado. Os parâmetros identificados são a massa, o atrito de Coulomb e o atrito viscoso de cada junta. Analisando os resultados das simulações computacionais, observou-se que os parâmetros identificados eram bem próximos aos parâmetros reais, isto é, a média é bem próxima do valor identificado e o desvio padrão é pequeno. A partir destes resultados, pode-se examinar a viabilidade do MMQ e concluiu-se que este mostrou-se eficiente. Adicionalmente, foi realizado uma análise para determinar o conjunto de parâmetros mais sensíveis no modelo mostrando a efetividade dos MMQ na identificação dos parâmetros. A implementação numérica do modelo dinâmico e do MMQ foi realizada no software Matlab/Simulink.

Palavras-chave: Método dos mínimos quadrados; Manipulador robótico; Identificação de parâmetros