Modelagem, identificação de parâmetros e controle de velocidade de um robô soldador

Abstract

Neste trabalho é apresentada a modelagem, identificação de parâmetros e controle de um robô soldador. O projeto dos controladores tem foco no controle preciso da velocidade linear de deslocamento do robô, além de, rejeição de distúrbios. Para isto, são realizados testes de simulação e práticos para avaliação do desempenho de dois diferentes tipos de controladores. O primeiro trata-se do controlador PI (Proporcional e Integral), o qual é largamente utilizado na indústria. O segundo corresponde ao controlador adaptativo robusto por modelo de referência (Robust Model Reference Adaptive Controller - RMRAC), o qual apresenta algumas vantagens em relação ao primeiro, tais como robustez frente a dinâmicas não modeladas e variações paramétricas. O robô foi modelado por duas abordagens: a primeira uma função de transferência simplificada, utilizada para sintonização dos controladores; a segunda a modelagem completa do sistema de soldagem, sendo ela constituída por um motor CC, uma caixa de engrenagens, uma cremalheira, um carrinho com inclinação da chapa e um controlador PID implementado em hardware. Simulações são desenvolvidas em software Matlab, para mostrar o funcionamento dos controladores. Por fim, resultados práticos são obtidos para avaliar o comportamento dos diferentes controladores e suas principais características.

This work shows the modeling, parameter identification and speed control of a welding robot. The control is focused on the precise linear displacement speed of the robot and disturbance rejection. For this, simulation and practical tests were realized in order to evaluate the controllers. The first controller is the Proportional and Integral - PI controller. This controller is widely applied in industries. The second controller, the Robust Model Reference Adaptive Controller - RMRAC has some advantages when compared to PI, such as: robustness when it comes to unmodified dynamics and parametric variations. The robot was modeled using two distinct approaches: First, a simple transfer function was used to tuning the controllers and second was used a complete modeling of the welding system. The second modeling consists in a DC motor, a gearbox, a rack, a cart with inclination over the plate and a hardware controller PID. To demonstrate the controllers functionality a simulation using Matlab were done. Finally, practical results are shown in order to evaluate the behavior of both controllers and their main characteristics.