Controle de Manipulador Robótico Planar Paralelo utilizando Controle Fuzzy
Thiago Murilo Grossi1; Victor Bolzon1; Fabian Andres Lara Molina1; Cristiano Marcos Agulhari1; Edson Hideki Koroishi1; Daniel Almeida Colombo1
1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1491
Resumo
O presente trabalho tem como principal objetivo apresentar a modelagem dinâmica de um manipulador paralelo planar com dois graus de liberdade (GdL) , bem como a síntese de controladores para rastreamento de trajetória no espaço das juntas deste manipulador, utilizando controle fuzzy. O manipulador paralelo de dois GdL é um robô composto por uma cadeia cinemática que possui duas juntas passivas rotacionais, ou seja juntas que não possuem motores ou sensores e duas juntas, estas contendo motores e sensores. As juntas ativas são fixas na base do manipulador, e a elas são atribuídos os graus de liberdade do sistema. O modelo dinâmico completo foi formulado utilizando o princípio de Lagrange. Adicionalmente foi contemplado o modelo cinemático que gera as trajetórias no espaço das juntas, a partir de trajetórias desejadas no espaço de trabalho. Este algoritmo computa a posição, a velocidade e a aceleração de cada uma das juntas ativas para que o manipulador realize o movimento desejado. Em relação ao controle, devido às não-linearidades presentes no modelo dinâmico considerado, optou-se por utilizar a técnica de Controle por Torque Computado (CTC), que permite formular uma lei de controle de maneira a eliminar as não-linearidades do sistema. Esta técnica é válida apenas se o modelo matemático do sistema e seus parâmetros forem completamente conhecidos. Juntamente, com o CTC será utilizado um controlador baseado em lógica fuzzy. Neste trabalho optou-se por utilizar um controlador do tipo PID-fuzzy a fim de minimizar o erro de posição no rastreamento de trajetórias. As simulações do manipulador e seu controlador foram implementadas utilizando o software MATLAB/SIMULINK®. Os resultados gerados apresentam os erros entre as trajetórias a serem seguidas e as trajetórias executadas por cada uma das juntas. Após a simulação é verificada a trajetória que foi realizada pelo manipulador, podendo assim ser comparada com a trajetória desejada e comprovar a eficiência da técnica de controle PID-fuzzy.
Palavras-chave: Manipulador paralelo; Modelagem dinâmica; Controle de manipuladores; Controle Fuzzy