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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
ESTABILIZAÇÃO DE UM MECANISMO BALL-AND-WHEEL UTILIZANDO O MÉTODO DE CONTROLE COM REJEIÇÃO ATIVA DE DISTÚRBIOS
Submission Author:
Alessandro Zachi , RJ
Co-Authors:
Lúcio Mascarenhas, Indiara Brito, Josiel Gouvêa, Wallace Moreira Bessa, Alessandro Zachi
Presenter: Alessandro Zachi
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0182
Abstract
Este trabalho versa sobre o projeto de um controlador robusto para a estabilização de um sistema bola-sobre roda. Trata-se de um mecanismo composto por uma bola que rola livremente sobre o arco de circunferência de uma roda, estando esta última fixada ao eixo de um motor elétrico de corrente contínua (DC). A função do motor DC é atuar na roda, fazendo-a desenvolver uma dada velocidade angular que será responsável por posicionar a bola em uma dada posição de equilíbrio sobre a circunferência da roda. Para atingir tal objetivo de estabilização, este trabalho descreve o projeto e a implementação de uma lei de controle para gerar a tensão elétrica adequada para o motor DC, que é baseada no método de controle com rejeição ativa de distúrbios (ADRC). Uma das principais motivações para a escolha e utilização desta técnica está na sua capacidade de compensar as variações paramétricas do modelo matemático e lidar com a natureza não linear do mesmo. Esta variação paramétrica citada pode ocorrer por vários motivos: envelhecimento de componentes, mudança de características estruturais durante sua operação, variação de massa/carga, falta de conhecimento exato dos valores, por imperfeições na modelagem, dentre outras. A abordagem discutida neste trabalho considera uma versão linear do método ADRC que apresenta a característica adicional de simplicidade de implementação. Como forma de ilustrar a utilização do controlador proposto e seu desempenho na estabilização do sistema bola-sobre-roda, são apresentados e discutidos alguns resultados de simulação, nos quais são realizadas comparações com outros métodos de controle reportados na literatura.
Keywords
Método ADRC, Controle Robusto, sistemas incertos, ball-on-wheel
