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Contrôle d'un bras robotique flexible

Baroudi, Mariam (2010). Contrôle d'un bras robotique flexible. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Sciences appliquées, 127 p.

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Résumé

Le contrôle des systèmes mécaniques, plus particulièrement des manipulateurs robotiques, est un domaine actif de la recherche appliquée. Les robots classiques utilisés dans l'industrie sont extrêmement précis mais relativement lents, massifs et exigent des moteurs puissants. Les efforts déployés dans la modélisation et le contrôle de manipulateurs flexibles sont alors motivés par la demande prévue d'un poids léger, de la précision et d'une grande vitesse des robots dans diverses applications. En fait, dans le cas d'un robot rigide, la connaissance de l'angle moteur permet d'obtenir directement la position de l'extrémité. Par contre, à cause de la flexibilité, la rotation de la base d’un bras flexible entraîne l'oscillation du bras tout entier. Le contrôle direct de l'extrémité d'un robot flexible est plus difficile que celui d'un robot rigide. D'où le besoin d'une loi de commande qui contrôle la position de l'extrémité en tenant compte des déformations de la membrure. Ceci constitue l'objectif de recherche de ce travail. Pour y arriver, on commence par développer le modèle d’un système à un bras flexible entraîné par un moteur à courant continu. Ensuite, il s'agit du développement des lois de contrôle qui assurent la régulation de l’extrémité tout en réduisant les vibrations du bras. Finalement, les performances des contrôleurs développés sont simulées sur un banc d’essai. The control of mechanical systems and particularly of robotic manipulators is an active applied research area. Most existing robots, rigid manipulators, achieve good positioning accuracy by using heavy materials. As a consequence, such robots are usually heavy which limits the speed of operation of the robot manipulation and increases the energy consumption. After the era of rigid robotics, major research activities were devoted to improving dynamic performances and to reducing the mass of robotic systems by considering structural flexibility in robot arms. However, the question of modeling and control of flexible manipulators is challenging due to precise positioning requirements. In fact, knowing the base angle of a rigid arm leads directly to knowing the tip position. In contrast, system flexibility leads to the appearance of oscillations at the tip of the link during motion. These oscillations make the control problems of such systems really difficult. Hence the need for a control law that controls the tip position and takes in consideration the deformation of the link. In this purpose, we started by modeling the system consisting of a flexible single-link drived by a DC motor. After that, we developed control laws in order to minimize the vibrations while regulating the tip position. Finally, performances of such controllers were tested by simulation and experimentally on an experimental flexible arm system.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Saad, Mohamad et Ghié, Walid
Informations complémentaires: Comprend un résumé en français et un en anglais. Mémoire réalisé à l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue comme exigence partielle de la maîtrise en ingénierie de l'Université du Québec à Chicoutimi, offert par extension à l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Comprend des réf. bibliogr. (f. 105-109).
Mots-clés libres: bras flexible robotique manipulateur performance commande controle
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 13 déc. 2011 16:11
Dernière modification: 08 nov. 2012 16:35
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/36

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