Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282116.pdf: 1408618 bytes, checksum: 4372b7147b1b464d2db3250f00d05d2f (MD5) / Este trabalho apresenta a aplicação da abordagem modular local da teoria de controle supervisório no controle de um sistema de veículos auto-guiados. Nesta abordagem busca-se alcançar um conjunto de supervisores não bloqueantes e minimamente restritivos que proíbem a ocorrência das seqüências de eventos indesejáveis no sistema. São discutidos os processos de síntese e implementação dos supervisores, os quais envolvem soluções que visam gerenciar o tráfego dos veículos, gerenciar a bateria dos veículos e coordenar a interação entre os pontos de transferências de materiais e os veículos. A solução de controle apresentada é feita para uma bancada experimental de um sistema com dois AGVs e duas estações de transferência de materiais, embora a solução possa ser generalizada para sistemas de maior porte. A etapa de implementação dos supervisores também é abrangida. O controle é implementado através de uma estrutura hierárquica de três níveis que objetiva manter as características propostas pela teoria de controle supervisório. Para avaliar a correção do controlador, foi desenvolvido um ambiente gráfico de emulação que permite prever as respostas das ações de controle dos supervisores através de animações gráficas. Constatou-se pela emulação que a abordagem aplicada realiza o controle do sistema sem a ocorrência de bloqueios e mantém a flexibilidade operacional.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295133.pdf: 28257111 bytes, checksum: dbc725d343952854394bcacf683aaaa9 (MD5) / Este trabalho propõe metodologias para a análise cinemática de sistemas veículo-manipulador subaquáticos (UVMS) através de quatérnios duais com o intuito de impor menor variação de torque nas juntas durante o seguimento de trajetória. Em adição a isso, evita-se a ocorrência de singularidades cinemáticas e obtém-se menor custo computacional. A abordagem é apresentada inicialmente como uma alternativa à representação tradicional dos movimentos aplicada na cinemática direta de mecanismos através da convenção de Denavit-Hartenberg e do método dos helicoides sucessivos. O benefício dessa representação está no menor custo computacional, mas principalmente, no desacoplamento dos ângulos de orientação de forma a evitar as singularidades cinemáticas. Os quatérnios duais também são aplicados na cinemática inversa em uma metodologia interativa através do método de Davies como uma modalidade de realimentação livre de singularidades. Por fim, a principal contribuição deste trabalho está na proposta da aplicação dos quatérnios duais na cinemática inversa diferencial em por uma metodologia analítica, através da apresentação do Jacobiano dual-quaterniônico. Essas abordagens são aplicadas a um sistema subaquático, onde o amortecimento imposto pela imersão no fluido dissipa grandes variações de torque e agrega erros no seguimento da trajetória. / This work proposes a methodology for kinematic analysis of underwater vehicle-manipulator systems (UVMS) using dual-quaternions. The objective is to provide a less joint torque variation to trajectory tracking, avoidance of kinematic singularities occurrence and a lower computational cost. The approach is initially presented as an alternative representation of movements applied to direct kinematics through the Denavit- Hartenberg convention and the successive screws method. The benefit of this representation is a lower computational cost, but mainly, the decoupling of orientation angles in order to avoid kinematic singularities. The dual quaternions also are applied in the inverse kinematics in an interactive approach through Davies method as a feedback without singularities. Finally, the main contribution of this work is the proposal of dual quaternions application in an analytical approach of differential inverse kinematics through of the dual-quaternionic Jacobian. These approaches are applied to an underwater system, where the damping imposed by fluid immersion dissipates large torque variations adding errors in trajectory tracking.