Controle baseado em estrutura variável aplicado a atuadores robóticos: resultados de simulação.

Abstract

Atuadores possuem não linearidades que dificultam o controle. A principal delas é o atrito não linear que provoca zona morta em torque e comportamento do tipo adere-desliza ("stick-slip”). Todos esses problemas dificultam o projeto de leis de controle. O controle a estrutura variável é adequado a sistemas com dinâmicas não modeladas. O presente trabalho compara três implementações de controles diferentes, PID, Sliding Mode com superfície simples e com superfície integral. As simulações demonstraram, que tanto o controle PID quanto o controle com superfície integral apresentaram um ótimo desempenho no seguimento de trajetórias, considerando-se atritos não lineares na dinâmica do atuador. Porém, o controle a estrutura variável com superfície simples não apresentou o mesmo desempenho.

Actuators have nonlinearities that add difficulties to the control performance. The main one is the nonlinear friction that causes the dead zone in torque and stick-slip behavior. All these problems hamper the design of control laws. The variable structure control (sliding mode control) is suitable for systems with nonmodeled or unknown dynamics. This paper compares three different implementations of control, PID, Sliding Mode with simple surface and Sliding Mode with integral surface. The simulations showed that both the PID control as the control with integral surface showed a great performance in trajectory tracking, considering non-linear friction in the dynamics of the actuator. However, the variable structure control with simple surface did not show the same performance.