Método de identificação com inteligência computacional e controle de um manipulador robótico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Batista, Josias Guimarães
Orientador(a): Reis, Laurinda Lúcia Nogueira dos
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Manipulador robótico
Identificação de sistemas
Cinemática e dinâmica
Algoritmo genético
Controlador LQI e LQG
Otimização por enxame de partículas
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73540
Resumo: BATISTA, Josias Guimarães. Método de identificação com inteligência computacional e controle de um manipulador robótico. 2023. 162f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
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Also presented is the model of the first joint, in state space, found from the dynamics of the manipulator, using experimental data of current and velocity. The identification algorithms are evaluated by the metrics multiple correlation coefficient (R2) and by the root mean squared error - RMSE. The controllers LQI and LQG optimized with the metaheuristics GA and PSO are used, where they find the Q and R matrices of the mentioned controllers. In the identification results, the curves of the training and test stages of each algorithm and the errors of each stage are presented, in addition to the discrete transfer functions found by the algorithms, and for the best algorithms, in this case, the RLSPSO, the continuous transfer function and the model in space are presented. of states. The main contributions of this work are the identification with a new algorithm, RLSPSO, and the improvement of the controllers LQI and LQG optimized with the metaheuristics GA and PSO applied to the model identified by the RLSPSO and dynamic model of the manipulator’s joint. Regarding the controllers, the LQI+PSO presented better results than the others. With this, it can be stated that the results of the identification and the proposed controllers were satisfactory for the application in the manipulator’s jointNeste trabalho apresenta-se a identificação com mínimos quadrados, mínimos quadrados recursivos e mínimos quadrados recursivos com otimização por enxame de partículas Recursive Least Squares with Particle Swarm Optimization (RLSPSO) do modelo de uma junta de um manipulador robótico cilíndrico acionado por motores de indução trifásico (MIT). Também é apresentado o modelo da primeira junta, em espaço de estados, encontrado a partir da dinâ- mica do manipulador, com a utilização de dados experimentais de corrente e velocidade. Os algoritmos de identificação são avaliados pelas métricas, coeficiente de correlação múltipla (R2) e pela raiz quadrada do erro médio (root mean squared error - RMSE). São utilizados os controladores Linear-Quadratic-Integral (LQI) e Linear-Quadratic-Gaussian (LQG) otimizados com as metaheurísticas Algoritmo Genético (AG) e Particle Swarm Optimization (PSO), onde estas encontram as matrizes Q e R dos controladores citados. Nos resultados da identificação são apresentados as curvas dos estágios de treinamento e teste de cada algoritmo e os erros de cada estágio, além das funções de transferências discretas encontradas pelos algoritmos e, para o melhor algoritmo, no caso o RLSPSO, foi apresentada a função de transferência contínua e o modelo em espaço de estados. As principais contribuições deste trabalho são a identificação com um novo algoritmo, RLSPSO, e a melhoria dos controladores LQI e LQG otimizados com as metaheurísticas AG e PSO aplicadas ao modelo identificado pelo RLSPSO e modelo dinâmico da junta do manipulador. Em relação aos controladores, o LQI+PSO apresentou melhores resultados que os demais. Com isso pode-se afirmar que os resultados da identificação e dos controladores propostos, foram satisfatórios para a aplicação na junta do manipulador.Manipulador robóticoIdentificação de sistemasCinemática e dinâmicaAlgoritmo genéticoControlador LQI e LQGOtimização por enxame de partículasMétodo de identificação com inteligência computacional e controle de um manipulador robóticoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73540/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2023_tese_jgbatista.pdf2023_tese_jgbatista.pdfapplication/pdf4246451http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73540/3/2023_tese_jgbatista.pdf1a58a8c6de4407e9adb877ffc56a61e2MD53riufc/735402023-07-14 11:44:44.641oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-07-14T14:44:44Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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