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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Modular approach applied to two-wheeled inverted pendulum design : Abordagem modular aplicada a projeto de pêndulo invertido sobre duas rodas
Title Alternative: Abordagem modular aplicada a projeto de pêndulo invertido sobre duas rodas
Author: Oliveira, Tarcísio Costa Déda, 1992-
Advisor: Fujiwara, Eric, 1985-
Abstract: Resumo: Este trabalho propõe a exploração de uma abordagem modular para projeto de pêndulo invertido sobre rodas. Através da escolha apropriada de estruturas de controle, o método permite o desacoplamento de variáveis chave para simplificar o projeto e adicionar benefícios inerentes à modularização. Seguindo os procedimentos propostos, duas plantas virtuais foram simuladas em diferentes contextos e com múltiplos objetivos, como controles de velocidade linear, posição e rastreamento de um alvo. Os resultados demonstraram que o desacoplamento foi efetivo, obedecendo a proposta de baixos níveis de erro para os módulos mais internos com valores máximos menores que 5\% em transientes bruscos. Uma abordagem adaptativa foi proposta e implementada com o objetivo de permitir um desacoplamento mais apropriado entre as variáveis controladas, bem como entre os projetos dos controladores e da planta mecânica. Utilizando controles adaptativos via modelo de referência e via identificação de parâmetros, foi possível realizar o projeto independente de cada malha de controle, com o desempenho de cada componente verificado em simulações

Abstract: The following work proposes the evaluation of a modular approach for two-wheeled inverted pendulum design. By properly choosing control loop structures, the method allows for decoupling key variables in order to simplify the project and add inherent benefits from modular systems. By following the proposed approach, two virtual plants were simulated for different contexts with multiple objectives, such as linear velocity control, position control and target following. Results shown effective decoupling, obeying the proposed low error levels for inner modules, with peak values within 5\% for fast transients. An adaptive approach was proposed and implemented aiming to allow for a more appropriate decoupling between the decoupled variables, as well as between the control and the mechanical structure designs. By applying model reference and parameters identification control structures, the independent design of each control loop was made possible. The performance of each component was verified through simulations
Subject: Robos - Sistemas de controle
Veículos elétricos - Projetos e construção
Modularidade (Engenharia)
Sistemas de controle ajustável
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: OLIVEIRA, Tarcísio Costa Déda. Modular approach applied to two-wheeled inverted pendulum design: Abordagem modular aplicada a projeto de pêndulo invertido sobre duas rodas. 2019. 1 recurso online (71 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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