[pt] Este trabalho tem por objetivo apresentar uma introdução à
dinâmica de sistemas de multicorpos compostos por partes
rígidas e flexíveis, através da exposição das diversas
etapas: Modelagem, Simulação e Controle.
A modelagem de sistemas de multicorpos é apresentada,
atentando para os problemas de representação de rotações,
caracterização de deformações dos corpos flexíveis e
manipulação simbólica para formulação das equações do
movimento. A parametrização de rotações é apresentada
utilizando parâmetros clássicos como ângulos de Euler e
Bryant, parâmetros de Euler e Rodrigues, assim como, vetor
rotação, vetor rotação conforme e quaternios. O problema de
singularidade das parametrizações é estudado, através
da comparação de diferentes parametrizações.
Para a caracterização de deformações dos corpos flexíveis é
apresentado o método de modos supostos. A formulação das
equações do movimento é apresentada utilizando as equações
de Lagrange e Maggi-Kane. O toolbox de manipulação
simbólica do MATLAB é utilizado para derivar as equações do
movimento.
O controle linear de sistemas de multicorpos é apresentado
utilizando a representação no espaço de estados. Duas
metodologias de projeto de controle são apresentadas:
controle via imposição de pólos e controle ótimo.
A simulação de sistemas de multicorpos é apresentada
por meio de alguns exemplos ilustrativos da dinâmica e do
controle de multicorpos, atentando para a escolha do método
de integração. Todas as etapas são realizadas no ambiente do
MATLAB, utilizando suas funções de manipulação simbólica
para a modelagem, suas funções de linearização e controle
para o controle e seus algoritmos de integração e funções
gráficas para a simulação. / [en] This work intends to present an introduction to the
Dynamics of Multibody Systems,
with rigid and flexible bodies, by presenting the
following stages: Modelization, Control and
Simulation. The modelization of multibody systems is
presented, exploring finite rotation
parametrization, description of deformation of the
flexible bodies and symbolic derivation of
the equations of motion. Finite rotations parametrization
is presented using classical systems
of parametrization such as Euler`s and Bryant`s angles,
Euler`s and Rodrigues` parameters
and conformal rotation vector, rotation vector and
quaternions. The problem of singularity of
parametrization is studied by the comparison of the
various systems of parametrization. The
method of assumed modes is presented to describe the
deformation of flexible bodies. The
formulation of the equations of motion is done using
Lagrange`s and Maggi-Kane`s equations.
The equations of motion are derived using the MATLAB`s
Symbolic Math Toolbox. The
state-space linear control of multibody systems is
presented. Two different methods are
presented to design the control system: eigenvalues
imposition and optimal control. The
simulation of some numerical examples of multibody systems
is presented. An analysis of the
integration methods is done. All the computations are done
in MATLAB, using the Symbolic
Math Toolbox functions to the modelization, the Control
Toolbox to the control and the
OdeSuite to the integration of the equations of motion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1950 |
| Date | 18 September 2001 |
| Creators | MARCELO AREIAS TRINDADE |
| Contributors | RUBENS SAMPAIO FILHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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