Desenvolvimento de um controlador baseado em PC (bus

Páginas: 98 (24347 palavras) Publicado: 15 de novembro de 2014
Desenvolvimento de um controlador baseado em PC (bus
PCI) para o robô manipulador PUMA 560

André Miguel Ribeiro de Azevedo

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Júri
Presidente:
Orientador:
Vogal:

Professor João Rogério Caldas Pinto
Professor Jorge Manuel Mateus Martins
Professor José Manuel Gutierrez Sá da Costa

Junho - 2012

Resumo
Oprincipal objectivo desta trabalho é integrar a placa de aquisição de dados Quanser Q8 e a plataforma de força AMTI BP400600-1000 no harware de controlo do robô manipulador PUMA 560. O
software a desenvolver baseia-se em Matlab/Simulink e na toolbox xPC Target. Esta integração permitirá a identificação dos parâmetros dinâmicos do manipulador e o desenvolvimento de controladores
baseados nestes.
Noprimeiro capítulo, é realçada a importância do conhecimento dos parâmetros dinâmicos de um
robô manipulador, bem como as possíveis técnicas para estimação dos mesmos. A estimação destes
parâmetros através de técnicas de identificação é abordada em detalhe, visto ser esta a técnica utilizada neste trabalho. São apresentados todos os métodos de identificação, bem como as vantagens e
desvantagensde cada.
No capítulo 2, são apresentadas todas as bases teóricas necessárias para a execução desta dissertação, que vão desde a cinemática até ao controlo, passando pela dinâmica e identificação de robôs
manipuladores.
No capítulo seguinte, é indicado todo o hardware necessário à realização deste trabalho. A integração do hardware com o PC é de seguida explicado, bem como todo o trabalhodesenvolvido para
permitir esta mesma integração.
No capítulo 4, é descrito todo o procedimento experimental com vista à identificação dos parâmetros
dinâmicos do PUMA 560. A identificação destes parâmetros permite a implementação de um controlador por dinâmica inversa, sendo que os resultados obtidos são de seguida analisados, discutidos e as
devidas conclusões retiradas.

Palavras-Chave: RobôManipulador, PUMA 560, Identificação, Plataforma de Força, Parâmetros
Dinâmicos, Controlador Dinâmica Inversa

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Abstract
The aim of this work is to integrate the Quanser Q8 acquisition card and the AMTI BP400600-1000
force plate with PUMA 560 manipulator. the software to be developed is based on Matlab/Simulink and
xPC Target toolbox. This integration allows the identificationof PUMA 560 dynamics parameters and
the development of a controller based on it.
In chapter 1, the importance of the knowledge of this parameters is presented, and also the different
techniques to estimate them. Then estimation through identification is detailed and the advantages and
disvantages of each identification method are discussed.
In chapter 2, all the theoretic basis required to theexecution of this thesis are described. All the main
themes, from the cinematic to control of robot manipulators are addressed.
In chapter 3, the hardware used is presented and its integration with the PC explained, likewise all
the work developed to allow that integration.
In chapter 4, all the experiments of the identification of the dynamics parameters procedure are
described. Theidentification of the dynamics parameters allows the implementation of an inverse dynamics control scheme. The results are then checked, discussed and the conclusions drawn. Finally,
some future work is suggested.

Keywords: Robot Manipulator, PUMA 560, Identification, Force Plate, Dynamics Parameters, Inverse Dynamics Controller

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Agradecimentos
Primeiramente, gostaria de agradecer aomeu orientador, Dr. Jorge M. M. Martins, por todo o apoio
prestado durante a execução da dissertação e especialmente por me ter introduzido na área da robótica
de manipulação.
Um agradecimento muito especial ao Pedro Pires por todo o apoio prestado e pela disponibilidade
demonstrada para ajudar. Um abraço também para todos os que partilharam o laboratório ao longo
deste trabalho.
Ao Sr....
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