Trabalho de Conclusão de Curso

Documento

Autoria

Caltran, Cleiton

Unidade da USP

Data de Apresentação

Orientador

Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves

Banca

Caurin, Glauco Augusto de Paula
Oliveira, Vilma Alves de

Título em Português

Controle robusto de força de atuadores elásticos em série aplicados em exoesqueletos para membros inferiores

Palavras-chave em Português

Controle robusto
Controle de força
Atuadores elásticos em série
Exoesqueletos para membros inferiores
Órteses ativas.
Membros interiores
Autuadores piezelétrico
Reabilitação

Resumo em Português

Este trabalho trata do controle robusto de força de atuadores elásticos em série (AES). Esse tipo de atuador tem sido atualmente empregado em diversos dispositivos robóticos, especialmente em órteses ativas e exoesqueletos para membros inferiores. Por meio do controle da interface entre o atuador e a carga, os AES fornecem várias vantagens em relação a atuadores tradicionais utilizados em aplicações de controle de força, como por exemplo, absorção de impacto, baixo atrito e possibilidade de armazenamento de energia, dentre outras. Além disso, o problema de controle de força pode ser tratado como um problema de controle de posição, em função da deformação do elemento elástico presente no atuador. Assim, esse trabalho aborda o desenvolvimento de um controlador robusto de impedância com critério, o qual leva em consideração as dinâmicas não modeladas e as incertezas paramétricas do modelo, atuando também na rejeição de perturbações na entrada da planta. O projeto do controlador é baseado na função de resposta em frequência (FRF) do atuador e os resultados obtidos mostram o bom desempenho do controlador.

Palavras-chave em Inglês

Robust control
Force control
Series elastic actuators
Lower-limb exoskeletons
Active orthosis.

Resumo em Inglês

This work deals with robust force control of series elastic actuators (SEA). This kind of actuator has been applied to several robot devices recently, especially in active orthosis and lower-limb exoskeletons. With the control of the interface between the actuator and the load, SEA provide several advantages in relation to traditional actuators used in force control applications, such as, shock tolerance, low friction and possibility of energy storage, among others. In addition, the problem of force control can be seen as a position control one, because of the compression of the elastic element in the actuator. Thus, this work concerns the development of a robust impedance controller with criterion, which takes into account non-modeled dynamics and parametric uncertainties of the model, also acting in disturbance rejection in the actuator. The controller design is based on the frequency response function (FRF) of the actuator and the results obtained show the good performance of the controller.

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Data de Publicação

2012-03-27

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