La validation des acquis de l'expérience est ici développée autour d'une thématique concernant l'électropneumatique asservie. Une première partie énumère les participations et les contributions à des travaux de recherches afin d'utiliser ceux-ci à la réalisation de produits industriels innovants et utilisant des connaissances multidisciplinaires. Puis l'on montre que l'expérience concrète tirée des activités précédentes, suivie d'analyses critiques et de réflexion, a conduit à la création et à la participation active de travaux de normalisation au niveau international. Enfin une synthèse et une formalisation de ces activités de recherches et d'applications industrielles innovantes ont permis le développement d'activités de formation. Une seconde partie développe l'approche théorique et technique permettant de mieux comprendre et juger le saut technologique nécessaire à la création et à l'adaptation de produits industriels innovants axes asservis et modulateurs de puissance électropneumatiques à partir de demandes marché plus ou moins formalisées. Tout au long de ce document, les interactions entre les aspects industriels et recherches universitaires sont exposées. Cette interaction conduisant à un enrichissement mutuel par l'acquis de l'expérience vécue / The validation of experience is here developed around a theme concerning the electropneumatic servocontrolled. A first part lists the interests and contributions to research work in order to use them in the realization of innovative industrial products and using multidisciplinary knowledge. Then we show that the practical experience of previous activities, followed by critical analysis and reflection, led to the creation and active participation in standardization activities at international level. Finally a synthesis and formalization of these research activities and innovative industrial applications led to the development of training activities. A second part develops the theoretical and technical approach to better understand and assess the technological leap required for the creation and adaptation of innovative industrial products servo axes and modulators of electro power from market demands more or less formalized. Throughout this document the interactions between industrial and academic research aspects are discussed. This interaction leads to mutual enrichment acquired through experience

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1500049 bytes, checksum: 6ca75eb148e850e602c9b480f4d4015c (MD5) Previous issue date: 2011-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents a design of a predictive adaptive controller and a hybrid controller for a electro pneumatic manipulator robot with three Cartesian degrees of freedom (3 DOF). The manipulator robot is composed by three electro-pneumatic valves and pneumatic cylinders for three, two with 500mm forming the XZ axis and a 400mm on the vertical axis Y. The cylinders are driven by three electro-pneumatic proportional valves controlled by computer, which directs the flow of compressed air as the needed position. Attached to the rods of each cylinder, there are scales for potentiometric measurement of their respective positions. Through two acquisition boards, electro-pneumatic valves and potentiometric scales are connected to the computer and the data is processed using the software LabVIEW® and MATLAB®. The controllers are developed through explicit models of the electropneumatic manipulator robot estimated in real time by Recursive Least Squares Algorithm (RLS). / Neste trabalho apresentam-se projetos de um controlador adaptativo preditivo e de um híbrido para um robô manipulador eletropneumático de três graus de liberdade (3 GDL) cartesiano. O robô manipulador é composto basicamente por três válvulas eletropneumáticas e por três cilindros pneumáticos, dois de 500mm formando o plano XZ e um de 400mm no eixo vertical Y. Os cilindros são acionados através de três válvulas eletropneumáticas proporcionais comandadas por computador, que direcionam o fluxo de ar comprimido conforme a necessidade de posicionamento. Acopladas às hastes de cada cilindro, estão réguas potenciométricas para medição de suas respectivas posições. Através de duas placas de aquisição, as válvulas eletropneumáticas e as réguas potenciométricas são conectadas ao computador e os dados são processados utilizando os softwares LabVIEW® e Matlab®. Os controladores são desenvolvidos através de modelos explícitos do robô manipulador eletropneumático estimados em tempo real pelo Algoritmo dos Mínimos Quadrados Recursivo (MQR).

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-12T13:26:59Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1771439 bytes, checksum: 5a0ce436783e1a04419dc8a73bf4c204 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T13:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1771439 bytes, checksum: 5a0ce436783e1a04419dc8a73bf4c204 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the designs and results obtained through simulation and experimental testing of conventional controllers P, PI and PID implemented by personal computers applied to an electropneumatic servomechanism for control of force. The system consists of a double acting pneumatic cylinder, which is responsible for applying the force on a mechanical subsystem consisting of a spiral spring, representing the means of working. The proportional electropneumatic flow valve, being the element controlling the flow of compressed air to be released into the pneumatic air cylinder which results in controlled force application; a load cell converts the force applied by the cylinder onto the medium into an electrical signal. The control signal to be applied on the electropneumatic proportional flow valve comes from a signal input and output plate installed on the computer, which is controlled by an algorithm implemented in the computing environment LabVIEW®, wherein the mentioned controllers are inserted, the mathematical representative model of the servomechanism was obtained by applying the parametric identification technique Box-Jenkins (BJ) which results in a family of four models, one of which is chosen to represent the system. The adjustment of the controllers is done by using the critical gain method of Ziegler and Nichols so that the response from the system meets the performance specifications imposed on it. Simulated and experimental results of the system are presented under the inserted controllers, which are analyzed according to relevant theory to the study of conventional controllers; it appears then that the PID controller is best suited for use in its electropneumatic servomechanism. / Neste trabalho apresenta-se os projetos e resultados obtidos através de simulações e ensaios experimentais de controladores convencionais P, PI e PID implementado por computador pessoal aplicado em um servomecanismo eletropneumático para controle de força. O sistema é constituído por um cilindro pneumático de dupla ação, sendo este responsável pela aplicação da força sobre um subsistema mecânico constituído por uma mola helicoidal, representando o meio de trabalho. A válvula eletropneumática proporcional de vazão, sendo o elemento de controle da vazão de ar comprimido a ser liberada para o cilindro pneumático que resulta na aplicação da força controlada; uma célula de carga converte a força aplicada pelo cilindro sobre o meio em sinal elétrico. O sinal de controle a ser aplicado na válvula eletropneumática proporcional de vazão é proveniente de uma placa de entrada e saída de sinais instalada no computador, sendo esta comandada por um algoritmo implementado no ambiente computacional LabVIEW®, no qual os referidos controladores estão inseridos. O modelo matemático representativo do servomecanismo foi obtido aplicando-se a técnica de identificação paramétrica Box-Jenkins (BJ) da qual resulta uma família de quatro modelos, dos quais um é escolhido para representar o sistema. O ajuste dos controladores é feito utilizando-se a técnica do ganho crítico de Ziegler e Nichols, de modo que a resposta do sistema atenda as especificações de desempenho impostas ao mesmo. Resultados simulados e experimentais do sistema são apresentados sob ação dos controladores inseridos, que são analisados de acordo com a teoria pertinente ao estudo dos controladores convencionais; verifica-se então que o controlador PID é o mais adequado para utilização no respectivo servomecanismo.

[pt] Este trabalho apresenta um projeto mecânico de um robô lagartixa pneumática, capaz de se locomover em superfícies inclinadas em relação ao solo, através apenas de atuadores lineares que utilizam o ar comprimido como fonte de energia. Como parte fundamental do projeto mecânico neste trabalho, um sistema de garra é desenvolvido gerando vácuo mecanicamente, para haver uma economia de consumo energético no robô em comparação com os acessórios comerciais geralmente utilizados para esta tarefa de fixação. Com o protótipo de conceito fabricado e montado, o mesmo é submetido a uma bateria de testes com o intuito de posteriormente aplicar os dados obtidos em uma rede neural artificial, visando o aprendizado computacional dos movimentos do robô e, assim, sua otimização de velocidade em determinada sequência de movimentação. Após o treinamento desta rede neural, o protótipo é submetido a novos experimentos para verificar a eficiência do treinamento realizado e qual o impacto real obtido no robô. Finalmente, com a utilização de um sistema de câmeras, os deslocamentos do robô em diversas situações distintas são rastreados, visando gerar gráficos comparativos e analisar a repetibilidade e confiabilidade do sistema. / [en] This work presents the mechanical design of a pneumatic gecko robot, capable of moving on inclined surfaces with respect to the ground, using only linear actuators with compressed air as a source of energy. As a fundamental part of the mechanical design in this work, a claw system is developed by generating vacuum mechanically, significantly reducing the energy consumption of the robot when compared to commercial accessories generally used for this clamping task. With the concept prototype manufactured and assembled, a series of tests are conducted to later apply the collected data in an artificial neural network. This network allows the computational learning of the robot movements, and thus its speed optimization for a certain defined gait. After training this neural network, the prototype is submitted to new experiments to verify the efficiency of the training performed and the real impact obtained on the robot. Furthermore, with the use of a camera system, the movements of the robot along several different situations are tracked, generating comparative graphs to analyze the repeatability and reliability of the system.