Controlo de robôs com realimentação sensorial no espaço tarefa

Abstract

O presente trabalho de investigação situa-se na área do controlo de robôs com realimentação sensorial no espaço tarefa. A introdução de sistemas sensoriais constitui um marco na evolução dos sistemas robóticos. Com esta inovação surgiu uma nova geração de robôs que se distingue das anteriores pela capacidade de interacção activa com o ambiente. A dissertação descreve um sistema experimental de controlo com características adequadas à aquisição e integração de dados sensoriais, e ao controlo em tempo real, para fins de investigação em robótica multissensorial. Trata-se de uma estrutura do tipo distribuído, multiprocessador, configurando uma arquitectura hierárquica de controlo. A componente sensorial considerada, inclui sensores de tacto, um sensor de força-binário de pulso e sensores de distância por ultrassons. Para cada sensor são apresentadas a composição, modelação e calibração. Neste trabalho é ainda realizado o estudo do controlo de força e posição. Os algorítmos de controlo estudados são os seguintes: controlador proporcional, controlador proporcional com preditor de Smith, controlador por colocação de pólos e controlador adaptativo. Deste estudo salientam-se os seguintes resultados: uma formulação original do controlador por colocação de pólos, optimizada para levar em conta os atrasos em sistemas de controlo discreto, designadamente, em sistemas controlados por computador; um algorítmo recursivo de estimação de parâmetros de estrutura RLS com capacidade de adaptação a variáveis bruscas de parâmetros; validação dos diferentes algorítmos no controlo de força e posição de um robô PUMA 560 no espaço tarefa. Com base nos desenvolvimentos anteriores, foi possível levar por diante a implementação de movimentos de cariz comportamental. A parte final da tese descreve um algorítmo para controlo, em tempo real, de movimentos adaptativos de alinhamento e seguimento de superfícies tridimensionais.