Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός προσαρμοστικού ελεγκτή για έναν εύκαμπτο ρομποτικό βραχίονα. Οι μετρήσεις του συστήματος θεωρούνται πως παρεμβάλλονται από θόρυβο, του οποίου τα όρια είναι γνωστά εξ’αρχής. Ένας Set Memebership εκτιμητής υπολογίζει το δυνατό set (ορθότοπο) μέσα στο οποίο βρίσκονται οι τιμές του διανύσματος των παραμέτρων. Από τις ακμές του ορθοτόπου αυτού προκύπτουν τα όρια μέσα στα οποία βρίσκονται οι παράμετροι του συστήματος, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της αβεβαιότητας της εκτίμησης της εξόδου του συστήματος. Ο ελεγκτής καθορίζει τα κέρδη του μέσα σε μια online βελτιστοποίηση ενός κόστους, το οποίο βάζει κάποια βάρη στην προσπάθεια του ελέγχου (control effort), στην προκλημένη αβεβαιότητα στην έξοδο του συστήματος αλλά και στο σφάλμα παρακολούθησης της εξόδου με ένα σήμα αναφοράς. Μετά την εφαρμογή του ελεγκτή, ελέγχεται η ευστάθεια των οριακών κλειστών συστημάτων που προκύπτουν από την εφαρμογή κάθε πιθανού νόμου ελέγχου. Εξετάζεται επίσης η συμπεριφορά του Set Memebership εκτιμητή σε περίπτωση σφάλματος, δηλαδή στην περίπτωση που το σύστημά μας αλλάζει καθώς δουλεύει ο έλεγχος. / The development of an adaptive controller for a flexible link manipulator is the subject of this diploma thesis. The system’s measurements are assumed to be corrupted with noise of a priori known bounds. A Set Membership Identifier computes the feasible set (orthotope) within which the parameter vector resides. The orthotope’s vertices provide the parameter-vector’s bounds, which are used to compute the predicted system-output uncertainty. The controller tunes its gains through an on-line minimization of a cost that penalizes the control effort, the induced uncertainty on the system output, and the tracking error. After the application of the controller, the stability of the ‘extreme’ closed loop systems, derived from every possible control law, is checked. The behavior of the Set Membership Identifier is checked in the case where a fault occurs, which means that there is a change in our system’s structure while the controller is functioning.

O comércio de alimentos por vendedores ambulantes vem crescendo ano após ano em todas as cidades do Brasil, isso se deve principalmente ao desemprego que atinge a população brasileira. Alimentos comercializados por ambulantes têm custo acessível à maioria da população, por isso a procura é grande. Devido à falta de conhecimento os vendedores ambulantes não têm noções de práticas higiênico-sanitárias com os alimentos, tornando-os fontes de toxinfecções alimentares. Um exemplo de alimento de rua que vem crescendo muito no comércio informal de Maceió é o churrasquinho. Os pontos de venda de churrasquinhos vêem atraindo muitos consumidores, onde passam a ser uma opção barata de lazer para essas pessoas. A fiscalização para o controle sanitário dos alimentos vendidos nas ruas é bastante precária devido o número crescente de vendedores ambulantes. Em Maceió-AL, são poucas as informações sobre a qualidade dos alimentos comercializados na rua, por isso, esse trabalho teve como objetivo caracterizar os vendedores e consumidores de churrasquinho de rua, quanto aos hábitos, conhecimentos e percepção de risco da comida de rua e qualidade dos alimentos. Os dados foram coletados em 100 pontos de venda de churrasquinho e com 75 consumidores, e realizados análises microbiológicas de 20 amostras de churrasquinho. Os resultados indicaram que a maioria dos vendedores possui nível médio de escolaridade. Para 75 vendedores, essa é a única fonte de renda da família e que 67 vendedores escolheram essa opção de trabalho devido ao desemprego. Setenta e sete pontos apresentavam condições insatisfatórias de funcionamento, por não apresentam água corrente, instalações sanitárias e lixeiras. A estrutura da maior parte, 50 barracas, é desprovida de qualquer tipo de proteção, sendo o churrasquinho preparado e vendido ao ar livre. Os vendedores são responsáveis pela compra das carnes, onde 47 adquirem a carne no mercado público municipal. Cinqüenta e três vendedores nunca fizeram curso de capacitação para manipulação de alimentos. Trinta e cinco (47%) consumidores têm nível médio de ensino e 52 (70%) têm renda familiar de até cinco salários-mínimos. Em relação ao consumo semanal, 25 (33%) consumidores relataram consumo de comida de rua mais de cinco vezes por semana. Trinta e um (41%) consumidores disseram que apresentaram quadro de diarréia e/ou vômitos após consumir comida de rua, onde 16 (52%) deles tiveram que se ausentar de suas obrigações (trabalho e/ou escola). Em relação aos parâmetros microbiológicos, a contagem de coliformes a 45ºC e S. aureus ficaram dentro dos padrões exigidos pelo Ministério da Saúde, porém em uma (10%) amostra foi encontrada a presença de Salmonella, condenado o produto para consumo. Os resultados desta pesquisa reforçam a necessidade do desenvolvimento de um programa pela Vigilância Sanitária municipal que vise capacitar os vendedores, orientando-os para a implantação de Boas Práticas nos seus pontos de venda, além de conscientização dos consumidores em relação ao consumo de comida de rua.

Este trabalho apresenta uma comparação entre as estratégias de controle por torque calculado e controle repetitivo aplicadas a manipuladores robóticos. O objetivo no uso desses controladores é para que o manipulador siga referência de trajetória periódica no espaço das juntas. O desenvolvimento e implementação dos controladores são focados no manipulador WAM (Whole Arm Manipulator) da Barrett Technology®Inc. Neste trabalho, também são apresentadas uma formulação do modelo não linear do manipulador e as sínteses dos controladores por torque calculado e repetitivo aplicados ao modelo do manipulador linearizado por realimentação. O controlador por torque calculado é apresentado e sintetizado na sua forma clássica. Para o controlador repetitivo, a síntese parte do princípio do modelo interno com a adição de uma estrutura repetitiva e uma realimentação proporcional e derivativa do erro de seguimento de referência O projeto dos ganhos do controlador repetitivo é feito através de um problema de otimização convexa com restrições na forma de inequações matriciais lineares (ou no inglês: Linear Matrix Inequalities - LMI). A formulação do problema de otimização parte da teoria de estabilidade segundo Lyapunov com um funcional Lyapunov-Krasoviskii, adição de um custo quadrático, para ajuste de desempenho, e de um critério de desempenho transitório dado pela taxa de decaimento exponencial da norma dos estados. É apresentada a comparação entre as estratégias de controle e a validação do controlador repetitivo proposto aplicado ao caso com linearização perfeita e ao caso com o modelo não linear do manipulador. No primeiro caso, é feita a simulação do modelo linear do manipulador com adição de um torque de atrito na junta. No segundo caso, é utilizado o sistema ROS (Robot Operating System) com o programa Gazebo simulando o manipulador WAM considerando erros de linearização, isto é, incertezas paramétricas. / This work presents a comparison between the strategies of computed-torque control and repetitive control applied to robotic manipulators. The main objective in use these controllers with the manipulator is to tracking periodic trajectory in joint space. The development and implementation of controllers are focused on the Whole Arm Manipulator (WAM) of the Barrett Technology®Inc. Also featured are a non-linear model formulation of the manipulator and the synthesis of controllers for computed-torque control and repetitive control applied to the manipulator model linearized by state feedback. The computed-torque controller is presented in its classic form. For the repetitive controller, the synthesis is based on the internal model principle with the addition of a repetitive structure and a proportional-derivative reference tracking error feedback. The design of the repetitive controller gains is done through a convex optimization problem with linear matrix inequalities (LMI) constraints. The formulation of the optimization problem is based on the Lyapunov stability theory using a Lyapunov-Krasoviskii functional, addition of a quadratic cost for performance adjustment and a transient performance criteria given by the exponential decay rate of the states norm. A comparison between the control strategies and the validation of the repetitive controller applied to the case with perfect linearization and the case with the non-linear model of the manipulator are presented. In the first case, is made simulations of the linear model of the manipulator in MATLAB program, with the addition of a disturbance modeling the friction torque at the joint. In the second case, is used the Robot Operating System (ROS) with Gazebo program simulating the WAM nonlinear model. In this case, a possible mismatch between the model used for the feedback linearization and the real system is taken into account.

Este trabalho apresenta uma comparação entre as estratégias de controle por torque calculado e controle repetitivo aplicadas a manipuladores robóticos. O objetivo no uso desses controladores é para que o manipulador siga referência de trajetória periódica no espaço das juntas. O desenvolvimento e implementação dos controladores são focados no manipulador WAM (Whole Arm Manipulator) da Barrett Technology®Inc. Neste trabalho, também são apresentadas uma formulação do modelo não linear do manipulador e as sínteses dos controladores por torque calculado e repetitivo aplicados ao modelo do manipulador linearizado por realimentação. O controlador por torque calculado é apresentado e sintetizado na sua forma clássica. Para o controlador repetitivo, a síntese parte do princípio do modelo interno com a adição de uma estrutura repetitiva e uma realimentação proporcional e derivativa do erro de seguimento de referência O projeto dos ganhos do controlador repetitivo é feito através de um problema de otimização convexa com restrições na forma de inequações matriciais lineares (ou no inglês: Linear Matrix Inequalities - LMI). A formulação do problema de otimização parte da teoria de estabilidade segundo Lyapunov com um funcional Lyapunov-Krasoviskii, adição de um custo quadrático, para ajuste de desempenho, e de um critério de desempenho transitório dado pela taxa de decaimento exponencial da norma dos estados. É apresentada a comparação entre as estratégias de controle e a validação do controlador repetitivo proposto aplicado ao caso com linearização perfeita e ao caso com o modelo não linear do manipulador. No primeiro caso, é feita a simulação do modelo linear do manipulador com adição de um torque de atrito na junta. No segundo caso, é utilizado o sistema ROS (Robot Operating System) com o programa Gazebo simulando o manipulador WAM considerando erros de linearização, isto é, incertezas paramétricas. / This work presents a comparison between the strategies of computed-torque control and repetitive control applied to robotic manipulators. The main objective in use these controllers with the manipulator is to tracking periodic trajectory in joint space. The development and implementation of controllers are focused on the Whole Arm Manipulator (WAM) of the Barrett Technology®Inc. Also featured are a non-linear model formulation of the manipulator and the synthesis of controllers for computed-torque control and repetitive control applied to the manipulator model linearized by state feedback. The computed-torque controller is presented in its classic form. For the repetitive controller, the synthesis is based on the internal model principle with the addition of a repetitive structure and a proportional-derivative reference tracking error feedback. The design of the repetitive controller gains is done through a convex optimization problem with linear matrix inequalities (LMI) constraints. The formulation of the optimization problem is based on the Lyapunov stability theory using a Lyapunov-Krasoviskii functional, addition of a quadratic cost for performance adjustment and a transient performance criteria given by the exponential decay rate of the states norm. A comparison between the control strategies and the validation of the repetitive controller applied to the case with perfect linearization and the case with the non-linear model of the manipulator are presented. In the first case, is made simulations of the linear model of the manipulator in MATLAB program, with the addition of a disturbance modeling the friction torque at the joint. In the second case, is used the Robot Operating System (ROS) with Gazebo program simulating the WAM nonlinear model. In this case, a possible mismatch between the model used for the feedback linearization and the real system is taken into account.

Este trabalho trata da implementação de uma técnica de controle robusto, Síntese-&#956 em um robô manipulador de três graus de liberdade com juntas passivas. A necessidade de um de controle robusto se deve ao fato de que em uma aplicação real o sistema está sujeito a mudanças nos seus parâmetros internos e a distúrbios externos (ruído dos sensores, etc). Aqui, uma metodologia de controle robusto que combina o método do torque computado e controladores robustos projetados via Síntese-&#956 é proposta e utilizada com êxito. O equacionamento matemático da distância do sistema é apresentado e a linearização é realizada pela realimentação de estados presentes no método. Uma abordagem dos conceitos teóricos presentes na teoria de Síntese-&#956 é feita e um procedimento de projeto é apresentado. Modelos nominais para diferentes configurações do robô são definidos e controladores robustos são projetados utilizando o método de iterações D-K. O teste e a validação dos controladores projetados são verificados em um ambiente de simulação e também no manipulador experimental UArmII (Underactuated Robot Manipulator II), que é um robô manipulador (equipado com 3 juntas, atuadores e freios) projetado para o estudo de dinâmicas passivas. / This work deals with implementation of a robust control technique, &#956-Synthesis, in a mani- pulator robot with three degrees of freedom and passive joints. The necessity of a robust control is due to the fact that in a real application the system is subject to changes in its internal parameters and external disturbances (sensor noise, etc). Here, a robust control methodology that combines the computed torque method and robust controllers designed via &#956-Synthesis is proposal and used with success. The mathematical formulation of the system dynamics is presented and the linearization is accomplished by the state feedback included in the method. An overview of theoretical concepts presents in the &#956-Synthesis theory is made and a design procedure is presented. Nominal models for all robot\'s configurations are defined and robust controllers are designed using the D-K iterations method. The test and validation of the controllers are realized in a simulation environment and also in the experimental manipulator UArmII (Underactuated Robot Manipulator II), that is a robot manipulator (equipped with 3 joints, actuators and brakes) projected for the study of passive dynamics.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Fernando Goncalves Abadia.pdf: 2172647 bytes, checksum: 521c16d1c14b335efd25247e9a66c082 (MD5) Previous issue date: 2010-04-19 / Rehabilitation robotics involves the development of active devices for various processes in the health field. In the rehabilitation case, it replace the physical assistance by a robotic device, under the supervision of the therapist. According to some authors, there is much evidence that repetitive movements can help in the rehabilitation of stroke patients. Therefore, there is feasibility of building a low cost robotic manipulator of an anthropomorphic arm with few degrees of freedom in the rehabilitation of patients in early brain injury phase (muscle hypotony phase). The objective of the study outlined here is to determine, through simulation, the appropriate kinematic of an anthropomorphic robotic manipulator that best approximate the functional movements to be relearned by stroke patients. The kinemetry was the method used to measure the characteristics of these movements. The data acquisition was performed from three subjects who performed the movements of combing hair, drinking from cup, bring it to his mouth and waving, greeting movement. These data were compared with the direct and inverse kinematics of the simulated manipulator in MatLab environment. The results showed that, despite the limitations of movements, the simulated manipulator is feasible for rehabilitation of patients who are in the initial phase of stroke, with a low cost of implementation. / A reabilitação robótica é uma ciência que permite o desenvolvimento de dispositivos ativos para vários processos no campo da saúde. No caso da reabilitação, substitui a assistência física por um dispositivo robótico, sob a supervisão do terapeuta. Segundo alguns autores, há muitas evidências de que os movimentos repetitivos podem ajudar na reabilitação de pacientes vítimas de choques traumáticos ou de acidente vascular encefálico - AVE. Nesta perspectiva há viabilidade de se construir um manipulador robótico de um braço antropomórfico com poucos graus de liberdade na reabilitação dos pacientes na fase inicial do AVE (fase de hipotonia muscular) visando baixos custos. Neste aspecto, o objetivo do presente projeto é determinar, por meio de simulação, as apropriadas modelagens da cinemática de um manipulador robótico de um braço antropomórfico que melhor se aproximem dos movimentos funcionais a fim de serem reaprendidos pelos pacientes. A cinemetria foi o método utilizado para avaliar as características cinemáticas destes movimentos, a partir da coleta de dados realizada com uma amostra constituída por três sujeitos, que realizaram os movimentos de pentear os cabelos, pegar um copo e levá-lo à boca e acenar cumprimentando. Estes dados foram comparados à cinemática direta e inversa do manipulador simulado em ambiente MatLab. Os resultados mostraram que, apesar das limitações dos movimentos, o manipulador simulado é viável para reabilitação de pacientes que se encontram na fase inicial do AVE, apresentando um baixo custo de implementação.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-31T19:25:07Z No. of bitstreams: 1 2012 - Antonia Gomes do Nascimento.pdf: 1998725 bytes, checksum: fbd800fbafb45198f42632b3aca1a0f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T19:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Antonia Gomes do Nascimento.pdf: 1998725 bytes, checksum: fbd800fbafb45198f42632b3aca1a0f0 (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / The present work has been developed in the municipal school Jos? Arcanjo de Deus e Silva, in the city Z? Doca-MA, with the aim of orienting the responsibles for the school nourishment about safe food and good practices of manipulation. Initially, a checklist has been applied to verify the conditions of the physical and operational structure of the canteen, with the objective of characterizing and verifying if the collaborators followed the current legislation. After that, samples of swabs have been collected on the manipulator?s hands and tools, for verifying the presence of microorganisms before and after the training. It?s been applied a half-structured questionnaire to the manipulators for obtaining informations about the scholar environment, and in addition interviews have been made with the directors of the morning and afternoon shifts. After the checklist application, some nonconformities have been identified, for which alterations have been suggested to facilitate the adequation process. It has been observed, however, that the manipulators didn?t have the knowledge about the good practices that must be adopted for obtaining a safe food and with quality, as the importance of using caps and aprons, the periodic development of laboratorial exams and the need of promoting a correct hands and food hygienization. During the activities, significants differences have been verified on the physical and operational structure, specially on the manipulators? behavior. The results of this work have demonstrated that the hygienic-sanitary school conditions are unsatisfactory, but the mobilization was effective and the hands and tool hygienization process was adequate. As a final result, a Manipulation Good Practices Manual was developed. / O presente trabalho foi realizado na escola Municipal Jos? Arcanjo de Deus e Silva, na cidade de Z? Doca-MA, com o intuito de orientar os respons?veis pela execu??o da alimenta??o escolar sobre alimento seguro e boas pr?ticas de manipula??o. Inicialmente, foi aplicado um checklist para verificar as condi??es da estrutura f?sica e operacional da cantina, cuja finalidade seria caracterizar e verificar se os colaboradores seguiam a legisla??o vigente. Em seguida, foram realizadas coletas de swabs nas m?os dos manipuladores e nos utens?lios, para verifica??o da presen?a de microrganismos antes e depois do treinamento realizado. Foi aplicado um question?rio semi-estruturado com os manipuladores para obten??o de informa??es sobre o ambiente escolar, al?m de entrevistas com os diretores dos turnos matutino e vespertino. Ap?s a aplica??o do checklist foram identificadas algumas n?o conformidades, para as quais foram sugeridas altera??es para facilitar o processo de adequa??o. Observou-se, no entanto, que os manipuladores desconheciam as boas pr?ticas que devem ser adotadas para a obten??o de um alimento seguro e de qualidade, tais como, a import?ncia da utiliza??o de toucas e aventais, a realiza??o peri?dica de exames laboratoriais e a necessidade de se promover uma higieniza??o correta das m?os e dos alimentos. Ao longo das atividades, verificou-se diferen?as significativas na estrutura f?sica e operacional, principalmente na postura dos manipuladores. Os resultados deste trabalho demonstraram que as condi??es higi?nico-sanit?rias da escola s?o insatisfat?rias, mas a sensibiliza??o foi eficaz e houve adequa??o no processo de higieniza??o das m?os e utens?lios. Como resultado final foi elaborado um Manual de Boas Pr?ticas de Manipula??o.

The main aim of this diploma thesis is to design rotary manipulator for manual welding of hoist drums for EXYZ storage machine. The rotary manipulator is designed for improving of the quality of welds, which have been made in the static bearing welding process of hoist drum. The first part is concerned on the critical research of welding manipulators, which could be founded on the market. In the next part, there are sketched possible construction designs of welding manipulator based on the market offer. The main part of the diploma thesis is own construction design, which is made on the base of suggested concept of construction design.

The thesis deals with the automation of the production process of the workplace for forging of metal parts for a specific customer in a specific environment. In the introduction, there is an analysis of the industrial revolution. In the next part, the thesis is devoted to the virtual commissioning in Process Simulate. It then deals with the technical part of the design and detailed specifications of the individual components. Finally, the success of the project after the implementation is evaluated.

Conformal geometric algebra is defined in the thesis. Representations of geometric objects and possibilities of their geometric transformations are presented. Conformal geometric algebra is applied to the calculation of forward kinematics of a robotic manipulator UR10 from Universal Robots. It is also applied to determine the position of the machine based on the location and rotation of two cameras. Then it is used in an inverse task, where based on records from the two cameras, dimensions of the UR10 manipulator and possibilities of its movement, the mutual position of these cameras is determined. And consequently the possibilities of their location in space. Finally, the derived procedures are implemented in a custom program created in the CluCalc environment, using which a sample example verifying the correctness of these procedures is calculated.