Orientador: Marco Antonio Robert Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertone_OsvaldoHugo_D.pdf: 7855872 bytes, checksum: ddcb57b633698b4aaa8fa39c681e105f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho visa o desenvolvimento de uma plataforma básica com o propósito de ser-vir de estrutura para aplicações em robôs móveis. Esta plataforma consta de módulos de comunicação para o meio exterior (Bluetooth, WiFi e ZigBee) e com um barramento de comunicação interior que permite a inclusão de módulos que controlam sensores e atuadores (sensores como de distância, câmeras de vídeo, GPS, Bussola digital, acelerômetros, umidade, temperatura, pressão, etc., e atuadores como motores, servos, válvulas, etc.). A plataforma básica consta de protocolos de comunicação e um set de comandos tanto nas comunicações via rádio como no barramento interno o que permite o desenvolvimento de novas aplicações. O software interno, também é um software de código aberto que permite aos pesquisadores, hobbistas, profissionais, alunos e professores modificar e desenvolver qualquer tipo de aplicação tanto para que a plataforma seja montada em estruturas diferentes como também o desenvolvimento de software desktop para comando do robô via internet, celular ou qualquer tipo de tele-comunicação futura. Com este trabalho se pretende preencher um vazio que fará viável sua aplicação nas áreas de educação básica, esta não apenas nas disciplinas tradicionais, como Matemática e Geografia, mas também em disciplinas transversais, nas quais os alunos poderão aprender a programar rotinas para educação no trânsito, seleção de lixo reciclável, ecologia (reconhecimento de águas), inclusão social e reconhecimentos de MAPas, utilizando sistemas de programação em blocos. No caso dos pesquisadores e hobbistas, os produtos seriam utilizados para o desenvolvimento de novos módulos e outras aplicações mais sofisticadas, podendo tudo isso ser realizado via tele-operação. Como foi desenvolvido um único sistema a ser usado tanto na educação básica quanto para pesquisas de alto nível tecnológico, o sistema é flexível, possuindo um software com programação em blocos, para as escolas de ensino fundamental e médio; e um software com programação em C, para pesquisadores e hobbistas / Abstract: This study aims at developing a basic platform in order to provide a structure for applications in mobile robots. This platform consists of modules for communication to the outside world (Bluetooth, WiFi and ZigBee) and an internal communication bus that allows the inclusion of modules that control sensors and actuators (such as distance sensors, video cameras, GPS, digital compass , accelerometers, humidity, temperature, pressure, etc ... as motors and actuators, servos, valves, etc ...). The basic platform consists of communication protocols and a set of commands as much as radio communications in the internal bus that allows the development of new applications. The internal software is also an open source software that allows researchers, hobbyists, professionals, students and teachers to modify and develop any type of application for both the platform is mounted on different structures as well as the development of desktop software for remote control of robot via the Internet, mobile phone or any type of tele-communication future. This work is intended to fill a void that will make feasible its application in the areas of basic education, this not only in traditional disciplines such as math and geography, but also in cross-disciplines in which students can learn to program routines for traffic education, selection of recyclable waste, ecology recognition (water), social inclusion and recognition of MAPas using systems programming block. For researchers and hobbyists, the products would be used for the development of new modules and other more sophisticated applications, may all be performed via the teleoperation. Was developed as a single system to be used both in basic education and for research on high technology, the system is flexible, having a software programming blocks to the elementary schools and middle, and a software programming in C for researchers and hobbyists / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

L'ensemble des travaux présentés ont été effectués dans le cadre d'une thèse CIFRE entre le laboratoire Quartz EA 7393 et l'entreprise SDI. Ce travail a pour but d'apporter des solutions aux problématiques rencontrées par les ingénieurs de SDI dans le métier des essais. Le cercle de l'étude relève du domaine de la mécatronique. Ainsi, nous nous sommes attachés dans un premier temps à l'étude de l'asservissement des vérins pneumatiques. En effet, lorsqu'il s'agit de commander ce type de vérins sous des perturbations inconnues les algorithmes de commande de SDI ne permettent pas dans ces cas là de satisfaire le cahier des charges. Pour améliorer leurs performances, une commande non linéaire robuste basée sur la théorie de l'homogénéité a été développée au laboratoire Quartz et tester en temps réel à l'aide de Matlab/Simulink et d'une carte dSPACE $1103$. Par la suite, cette commande a été intégrée avec succès sur le logiciel propriétaire X'SPARe. Cette solution a donné toute satisfaction par rapport aux performances et à la fiabilité de la production industrielle.Dans un deuxième temps, un système ABS de type Bosch $5.0$ a été testé en temps réel sur un banc d'essai HIL (Hardware-in-the-loop). Pour cette raison, un modèle du véhicule a été développé sous Matlab/Simulink avec un algorithme de sélection de profils de routes qui a été intégré avec succès dans le logiciel X'SPARe. Les essais effectués en temps réel ont permis de tester l'ABS sous différents profils de routes et de valider le modèle du véhicule sur la base des distances d'arrêt obtenues en se référant aux normes du standard international SAE. / The work presented in this thesis was conducted in the context of a CIFRE contract between Quartz (EA 7393) laboratory and SDI company. This work aimed to provide best solutions to the problems encountered by SDI engineers in craft testing in the field of mechatronics. We focused first on the feedback control synthesis for a pneumatic cylinder. In fact, the control algorithms already implemented within SDI pneumatic systems do not meet the desired specifications. Therefore, a robust non-linear control based on the homogeneity theory was developed at Quartz laboratory and tested in real time using Matlab/Simulink and the dSPACE 1103 card. This control algorithm was successfully integrated within the SDI software X'SPARe. This solution gave entire satisfaction regarding performance and reliability in an industrial context.Concerning the second contribution, a Bosch $5.0$ ABS type system is to be tested in real time on a HIL test bench. For this reason, a vehicle model involving an impulsive observer was developed in Matlab/Simulink including the possibility to specify/estimate the road profiles. This model was also successfully integrated under the software X'SPARe. The tests conducted in real time allowed to characterize the ABS system under various road profiles and to validate the vehicle model as well as the observer based on the stopping distances obtained by referring to the SAE organization standards.