Análise comparativa de controladores robustos aplicados em robôs móvel e aéreo
[thesis]
Willian Martins Leão
Agradecimentos A Deus pela benção da oportunidade e o privilégio de realizar mais esse sonho. Além disso, por ter colocado pessoas tão especiais ao meu lado, com as quais foi possível realizar esse trabalho. À minha família, pelo carinho, pelo incentivo e, principalmente, pela compreensão da minha ausência em vários momentos. Ao meu orientador, Prof. Dr. Marco Henrique Terra, meus sinceros agradecimentos pela competência e simpatia nas valiosas discussões durante o andamento da pesquisa, que
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... tribuíram no desenvolvimento desta dissertação. Ao Prof. Dr. Roberto Santos Inoue pela atenção, incentivo e disposição em contribuir para a realização do meu mestrado. Aos professores e funcionários do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos, pelas contribuições durante o mestrado. Aos amigos do LASI e demais laboratórios da Engenharia Elétrica, pela paciência, companheirismo e colaborações durante a realização das disciplinas e deste trabalho. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão da bolsa de mestrado. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo financiamento dos equipamentos e materiais utilizados neste projeto. Resumo Leão, W.M. Análise Comparativa de Controladores Robustos Aplicados em Robôs Móvel e Aéreo. 78 p. Dissertação de mestrado -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2015. Nesta dissertação é realizado um estudo comparativo entre controladores robustos projetados para sistemas lineares em espaço de estado sujeitos a incertezas paramétricas. O objetivo é resolver problemas de acompanhamento de trajetória de robôs. O estudo é realizado em um robô móvel com tração diferencial e em um quadricóptero. Para tal, é aplicado um Regulador Linear Quadrático Robusto no qual engloba em uma estrutura unificada todos os parâmetros de incerteza de entrada e saída de maneira recursiva, útil em aplicações em tempo real. A fim de demonstrar a eficiência do Regulador Robusto, resultados de simulações e de experimentos são empregados comparando-o com controle ℋ ∞ não linear via teoria dos jogos e com um controle Proporcional-Derivativo mais torque calculado. Palavras -chave: Controle robusto. Robô móvel com tração diferencial. Quadricóptero. Abstract Leão, W.M. Comparative Analysis of Robust Controllers Applied in Mobile and Aerial Robots. 78 p. Master Thesis -São Carlos School of Engineering, University of São Paulo, 2015. This work provides a comparative study between robust controllers for linear statespace systems subject to parametric uncertainties to solve trajectory tracking problems. The study is developed in a mobile robot with differential traction and in a quadricopter. A Robust Linear Quadratic Regulator is applied, which encompasses in a unified framework all input and output uncertain parameters, useful in online applications. In order to show the effectiveness of the robust regulator, simulations and experiments results allow the comparison with nonlinear ℋ ∞ control via game theory and with a Proportional-Derivative control plus computed torque.
doi:10.11606/d.18.2015.tde-13102015-162301
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