Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética (2018)
- Authors:
- Autor USP: SERRALHEIRO, WERTHER ALEXANDRE DE OLIVEIRA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: ROBÔS; MECATRÔNICA; OTIMIZAÇÃO CONVEXA
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho apresenta uma arquitetura de controle de movimento entre duas posturas distintas para um robô móvel sob rodas com acionamento diferencial em um ambiente estruturado e livre de obstáculos. O conceito clássico de eficiência foi utilizado para a definição das estratégias de controle: um robô se movimenta de forma eficiente quando realiza a tarefa determinada no menor tempo e utilizando menor quantidade energética. A arquitetura proposta é um recorte do modelo de Controle Hierárquico Aninhado (NHC), composto por três níveis de abstração: (i) Planejamento de Caminho, (ii) Planejamento de Trajetória e (iii) Rastreamento de Trajetória. O Planejamento de Caminho proposto suaviza uma geodésica Dubins - o caminho mais eficiente - por uma Spline Grampeada para que este caminho seja definido por uma curva duplamente diferenciável. Uma transformação do espaço de configuração do robô é realizada. O Planejamento de Trajetória é um problema de otimização convexa na forma de Programação Cônica de Segunda Ordem, cujo objetivo é uma função ponderada entre tempo e energia. Como o tempo de percurso e a energia total consumida pelo robô possui uma relação hiperbólica, um algoritmo de sintonia do coeficiente de ponderação entre estas grandezas é proposta. Por fim, um Rastreador de Trajetória de dupla malha baseado em linearização entrada-saída e controle PID é proposto, e obteve resultados satisfatórios no rastreamento do caminho pelo robô.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.03.2018
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ABNT
SERRALHEIRO, Werther Alexandre de Oliveira. Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-23052018-095322/. Acesso em: 18 abr. 2024. -
APA
Serralheiro, W. A. de O. (2018). Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-23052018-095322/ -
NLM
Serralheiro WA de O. Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-23052018-095322/ -
Vancouver
Serralheiro WA de O. Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-23052018-095322/
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