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Modelagem, controle e prototipação de veículo baseado em pêndulo invertido (2015)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: OLIVEIRA, DIEGO DELGADO COLOMBO DE - EP ; ROSSI, LEONARDO NOVAK - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: CONTROLE AUTOMÁTICO; HARDWARE; SOFTWARES
  • Language: Português
  • Abstract: Este relatório versa a respeito das etapas de modelagem mecânica e matemática de um protótipo veicular baseado em um pêndulo invertido, além de contemplar o projeto e implementação de todo o hardware e softwares necessários para alcançar o estado de equilíbrio vertical daquele. Introduzem-se as motivações e o escopo do trabalho nas seções iniciais e apresentam-se os resultados no desenvolvimento. O leitor acompanha no texto desde a fase de desenho do protótipo inicial em ambiente CAD até a fabricação do mesmo, e a validação entre as propriedades inerciais levantadas em software com aquelas encontradas no chassi construído. Segue-se com o equacionamento da planta com o intuito de projetar-se um controlador capaz de equilibrar o veículo na posição ereta. Após a definição das funções de transferência numéricas da planta, levantadas tanto com modelos virtuais quanto por vias de métodos experimentais, finalmente, projeta-se um controlador capaz de satisfazer resposta dinâmica da planta predeterminada. O problema clássico de controlar uma planta instável por vias da realimentação da saída, amplamente abordado e de caráter pouco desafiador, mascara uma complicação intrínseca à disposição da planta em si, que é a correta observação do ângulo do pêndulo com a vertical, tarefa não trivial provendo-se indisponibilidade de um referencial inercial no caso da planta pendular invertida veicular. Métodos de filtragem e aquisição de dados inerciais são discutidos e uma solução de observação de ângulo é implementada. Resultados experimentais são exibidos ao final do texto e considerações finais a respeito da relação entre a modelagem teórica de sistemas mecatrônicos e o comportamento real de plantas desta natureza são realizados na conclusão. O Protótipo final realizou com sucesso a tarefa de se equilibrar na posição vertical.
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    • ABNT

      OLIVEIRA, Diego Delgado Colombo de e ROSSI, Leonardo Novak. Modelagem, controle e prototipação de veículo baseado em pêndulo invertido. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/409abe0a-201c-42cd-8af3-0036f671dd5b/DIEGO%20DELGADO%20COLOMBO%20DE%20OLIVEIRA%20TCCPMR15.pdf. Acesso em: 28 mar. 2024.
    • APA

      Oliveira, D. D. C. de, & Rossi, L. N. (2015). Modelagem, controle e prototipação de veículo baseado em pêndulo invertido (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/409abe0a-201c-42cd-8af3-0036f671dd5b/DIEGO%20DELGADO%20COLOMBO%20DE%20OLIVEIRA%20TCCPMR15.pdf
    • NLM

      Oliveira DDC de, Rossi LN. Modelagem, controle e prototipação de veículo baseado em pêndulo invertido [Internet]. 2015 ;[citado 2024 mar. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/409abe0a-201c-42cd-8af3-0036f671dd5b/DIEGO%20DELGADO%20COLOMBO%20DE%20OLIVEIRA%20TCCPMR15.pdf
    • Vancouver

      Oliveira DDC de, Rossi LN. Modelagem, controle e prototipação de veículo baseado em pêndulo invertido [Internet]. 2015 ;[citado 2024 mar. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/409abe0a-201c-42cd-8af3-0036f671dd5b/DIEGO%20DELGADO%20COLOMBO%20DE%20OLIVEIRA%20TCCPMR15.pdf

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