Etude de faisabilite d'une commande de type non-lineaire pour un robot manipulateur PDF Download

Author: Josao Mauricio Rosario
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Author: João Mauricio Rosario
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La demande industrielle de robots plus légers, plus souples et économiquement compétitifs induit la recherche de solutions offrant des performances intéressantes tout en restant financièrement abordables pour les applications industrielles. Les travaux présentés dans cette thèse contribuent à cette approche et à leur application sur un robot 6R. Trois problèmes essentiels ont été traités dans ce travail: 1) la modélisation géométrique et dynamique du robot étudié, ce qui a permis la simulation dynamique du robot et de sa commande; 2) l'étude de la faisabilité d'un type d'asservissement de position par plus ou moins a seuil variable, utilisant de la logique pure supportée par un matériel performant (EPLD). Contrairement aux asservissements classiques qui utilisent des composants analogiques, les moteurs à courant continue du robot ainsi commandés par des impulsions logiques. De cette manière, nous nous affranchissons des convertisseurs numérique/analogique et analogique/numérique, ce qui permet une attaque directe au niveau actionneur; 3) l'évaluation des performances du robot (statiques et dynamiques), et l'identification des principaux paramètres du robot afin de permettre la validation de son modèle et la caractérisation du régulateur proposé

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Category : Arctic regions
Languages : en
Pages : 1012

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Author: Jean-Yves Fourquet
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Languages : fr
Pages : 274

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LES TRAVAUX EXPOSES DANS CETTE THESE CONCERNENT LA GENERATION DE MOUVEMENTS EN TEMPS MINIMAL POUR LES ROBOTS MANIPULATEURS QUE LA TRAJECTOIRE SOIT IMPOSEE OU LIBRE. DANS UN CAS COMME DANS L'AUTRE, LA PRISE EN COMPTE DU MODELE DYNAMIQUE COMPLET DU ROBOT MANIPULATEUR POSE LE PROBLEME DANS LE CADRE DE L'OPTIMISATION DES SYSTEMES NON LINEAIRES. CE TYPE DE PROBLEME NE TROUVE DE CE FAIT PAS DE SOLUTION STANDARD ET LA DEMARCHE PROPOSEE REPOSE SUR L'UTILISATION DES CONDITIONS NECESSAIRES FOURNIES PAR LA THEORIE. DANS UN PREMIER TEMPS, LE PROBLEME A TRAJECTOIRE IMPOSEE EST RESOLU. LE PRINCIPE DU MAXIMUM ETENDU EST UTILISE POUR MONTRER QUE LA COMMANDE EST TOUJOURS SITUEE SUR LE BORD DE L'ENSEMBLE DES COMMANDES ADMISSIBLES LORSQUE LE MOUVEMENT NE S'EFFECTUE PAS SUR LE BORD DE L'ENSEMBLE DES ETATS ADMISSIBLES. L'ALGORITHME DEVELOPPE, BASE SUR DES ARGUMENTS NON STANDARDS, MENE A LA SOLUTION OPTIMALE POUR UNE COMPLEXITE REDUITE. PUIS, POUR LE PROBLEME A TRAJECTOIRE LIBRE, BEACUOUP PLUS DIFFICILE, LES CONDITIONS NECESSAIRES A L'OPTIMALITE EXHIBENT DEUX TYPES DE COMMANDES CANDIDATES: LES COMMANDES BANG-BANG ET LES COMMANDES SINGULIERES. DANS UN PREMIER TEMPS, A L'INSTAR DE LA GRANDE MAJORITE DES AUTEURS, LES SEULES COMMANDES BANG-BANG SONT CONSIDEREES. UNE METHODE D'OPTIMISATION PARAMETRIQUE SIMPLE EST ALORS PRESENTEE. L'ETUDE EST ENSUITE FOCALISEE SUR LA CARACTERISATION DES COMMANDES SINGULIERES. UN CERTAIN NOMBRE DE RESULTATS NOUVEAUX SONT PRODUITS CONCERNANT L'EXISTENCE, LA POSSIBILITE DE CARACTERISATION ET LA STRUCTURE DES COMMANDES A CONSIDERER. ON NE PRESENTE PAS D'ALGORITHME MIRACLE MAIS L'ACCENT EST MIS SUR L'IMPORTANCE DES CARACTERISATIONS PRESENTEES EN VUE D'UNE IMPLANTATION NUMERIQUE EFFICACE. LE CAS DE STRUCTURES A DEUX LIAISONS COUPLEES EST TOUT PARTICULIEREMENT ETUDIE

Author: Mustapha Hamerlain
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Languages : fr
Pages : 183

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LA LEGERETE ET LA SOUPLESSE DES ROBOTS MANIPULATEURS (CEUX UTILISANT DES ACTIONNEURS A MUSCLES ARTIFICIELS EN PARTICULIER) JUSTIFIENT LE RECOURS A DES ALGORITHMES DE COMMANDE ROBUSTES. LES CORRECTEURS A STRUCTURE VARIABLE TRAVAILLANT EN MODE DE GLISSEMENT SONT UNE SOLUTION AU PROBLEME DE LA COMMANDE DE SYSTEMES NON LINEAIRES. L'AUTEUR PRESENTE LE PRINCIPE D'UNE COMMANDE DISCONTINUE, ADAPTATIVE ET HIERARCHISEE. LA METHODOLOGIE EST DETAILLEE DANS LE CAS D'UN SYSTEME NON LINEAIRE A N AXES ET N ACTIONNEURS DANS UN ESPACE A 2N DIMENSIONS: SUR UNE HYPERSURFACE DE GLISSEMENT, LA DYNAMIQUE DU SYSTEME BOUCLE MULTIVARIABLE EST PLONGEE DANS CELLE D'UN SYSTEME REDUIT ET LIBRE. LES RESULTATS OBTENUS EN REGULATION ET EN POURSUITE SUR UN DEGRE DE LIBERTE PUIS SUR TROIS DEGRES DE LIBERTE MOTORISES PAR DES MUSCLES ARTIFICIELS PNEUMATIQUES SONT COMPARES A CEUX FOURNIS PAR UN ALGORITHME DE COMMANDE CLASSIQUE DE TYPE PID. LA VALIDITE DE CETTE TECHNIQUE DE COMMANDE EST CONFIRMEE PAR LES RESULTATS D'EXPERIMENTATION QUI MONTRENT SA ROBUSTESSE VIS-A-VIS DES INTERACTIONS ENTRE LES AXES, DE LA VARIATION DE LA CHARGE MANIPULEE, DE LA CONNAISSANCE INCERTAINE DE L'ORDRE DU SYSTEME ET DES PARAMETRES DYNAMIQUES. L'ANALYSE DE CETTE METHODOLOGIE EST REGROUPEE DANS DES TABLEAUX DE SYNTHESE QUI OFFRENT UN OUTIL DE BASE UTILE POUR LA COMMANDE DES SYSTEMES NON LINEAIRES

Author: MOHAMMED AMAL.. BENNANI HASSAN
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Languages : fr
Pages : 190

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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE COMMANDES ET D'OBSERVATEURS NON LINEAIRES POUR ROBOTS MANIPULATEURS A ARTICULATIONS FLEXIBLES. LES SEGMENTS SONT CONSIDERES RIGIDES. DEUX SCHEMAS DE COMMANDES ADAPTATIVES BASES SUR LA THEORIE DE LA PASSIVITE SONT PROPOSES. CES LOIS DE COMMANDE UTILISANT UN MODELE DYNAMIQUE SIMPLIFIE PERMETTENT D'IMPOSER, PAR UN CHOIX APPROPRIE DES GAINS, LA DYNAMIQUE D'ERREUR DU COUPLE DE FLEXION. PAR CONSEQUENT, LE COMPORTEMENT TRANSITOIRE DU SYSTEME EST INDEPENDANT DES PARAMETRES DU MODELE. DE PLUS, CES COMMANDES N'IMPOSENT AUCUNE CONTRAINTE SUR LA CONSTANTE DE RAIDEUR ET LA STABILITE DU SYSTEME EN BOUCLE FERMEE EST GLOBALEMENT ASYMPTOTIQUEMENT STABLE. LES SIMULATIONS MONTRENT DE TRES BONNES PERFORMANCES, EN POURSUITE ET AUSSI, POUR LA ROBUSTESSE PAR RAPPORT A LA VARIATION DES PARAMETRES. TOUTES LES MESURES NECESSAIRES AUX COMMANDES SONT SUPPOSEES DISPONIBLES (4 VARIABLES PAR ARTICULATION). OR, CE NOMBRE IMPORTANT DE CAPTEURS PAR ARTICULATION CREE UN PROBLEME D'ENCOMBREMENT. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, UNE ETUDE D'OBSERVATEURS NON LINEAIRES EST REALISEE DANS LE CAS OU UNE PARTIE DE CES INFORMATIONS NE SONT PAS ACCESSIBLES. EN EXPLOITANT LES PROPRIETES DE PASSIVITE DU ROBOT MANIPULATEUR, LE SYSTEME NON LINEAIRE EN BOUCLE OUVERTE EST TRANSFORME EN UN SYSTEME LINEAIRE EN BOUCLE FERMEE CE QUI NOUS CONDUIT A DES FILTRES AYANT LA STRUCTURE DE LUEMBERGER RECONSTRUISANT L'ETAT ENTIER D'OBSERVATION AVEC UNE CONVERGENCE EXPONENTIELLE. LE PREMIER OBSERVATEUR PROPOSE EST GLOBALEMENT ASYMPTOTIQUEMENT STABLE QUAND AU SECOND QUI S'APPUIE SUR LES MESURES DES POSITIONS BRAS UNIQUEMENT, SEULE LA STABILITE ASYMPTOTIQUE EST ASSUREE

Author: Dominique Vial
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Languages : fr
Pages : 197

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Les bras manipulateurs sont généralement des machines très rigides destinées à des taches de grande précision. Cette rigidité structurelle, souhaitée par le concepteur et obtenue par la conjonction d'une grande rigidité des corps du robot et de leurs actionneurs, restreint cependant l'utilisation du robot à un cadre industriel. Or, il existe de nombreuses applications potentielles de la robotique qui exigent un partage de la tache entre le robot lui-même et un ou des opérateurs humains. Cette robotique qualifiée de robotique de service ne peut pas admettre la grande rigidité des robots industriels classiques qui devient, dans un environnement ouvert à l'homme, un facteur de grande dangerosité. Cette thèse s'inscrit dans ce thème. Le groupe d'automatique et de robotique industrielle (GARI/LESIA) développe depuis plusieurs années des bras manipulateurs actionnés par des systèmes pneumatiques contractiles : les muscles artificiels de Mckibben. Ces bras manipulateurs sont constitués de plusieurs actionneurs assurant chacun un degré de liberté en rotation par la mise en antagonisme de deux muscles artificiels sur le modèle biceps/triceps de l'articulation du coude. Dans ce mémoire l'analogie entre le muscle biologique et le muscle de Mckibben permet de préciser la notion de muscle artificiel. Ainsi, une version mécanochimique du muscle de Mckibben qui utilise une énergie similaire à celle du muscle biologique est développée. Cette analogie est ensuite étendue à l'articulation du coude et à l'actionneur rotoide afin de transposer les stratégies de commande de l'articulation du coude à l'actionneur rotoide. Des algorithmes de commande utilisant les principes de la logique floue sont étudiés afin de contrôler l'actionneur. Enfin, ces algorithmes sont valides expérimentalement lors de la commande d'un robot de type SCARA à deux degrés de liberté et leurs performances sont comparées à celles d'une loi de commande non-linéaire en régime glissant.

Author: KAMEL AHMED.. ELSERAFI
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Languages : fr
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LES RECHERCHES MENEES DANS LE CADRE DE CETTE THESE PORTENT SUR LA COMMANDE DYNAMIQUE ADAPTATIVE DES ROBOTS. ON SE PLACE ICI DANS LE CADRE DES LOIS DE COMMANDE DU TYPE ADAPTATIVE PAR DECOUPLAGE NON LINEAIRE OU A COMPENSATION PREDICTIVE DANS LESQUELLES LES PARAMETRES INERTIELS DU ROBOT SONT ESTIMES EN LIGNE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE ET ANALYSE LES LOIS DE COMMANDE DIRECTES ET INDIRECTES DES ROBOTS PROPOSEES DANS LA LITTERATURE. CETTE ETUDE NOUS A PERMIS D'APPORTER DES AMELIORATIONS SUR LA LOI DE COMMANDE ADAPTATIVE DIRECTE PRESENTEE PAR SLOTINE. CETTE MODIFICATION REND POSSIBLE LE CALCUL EN LIGNE DE LA LOI DE COMMANDE ADAPTATIVE. NOUS NOUS AUSSI PRESENTE DES NOUVELLES DEMONSTRATIONS POUR LES METHODES PRESENTEES PAR CRAIG ET SPONG. NOUS AVONS EGALEMENT PROPOSE DEUX NOUVEAUX REGULATEURS ADAPTATIFS INDIRECTS. LA LOI DE COMMANDE DU PREMIER EST A COMPENSATION PREDICTIVE DES DYNAMIQUES DU ROBOT ASSOCIEE A UN REGULATEUR LOCAL PD. CELLE DU DEUXIEME REGULATEUR EST UNE COMBINAISON DE LA LOI DE COMMANDE PAR DECOUPLAGE NON LINEAIRE, POUR LA DYNAMIQUE DES CORPS DU ROBOT, ET DE LA LOI DE COMMANDE A COMPENSATION PREDICTIVE POUR LA DYNAMIQUE DE LA CHARGE. LES PARAMETRES INERTIELS SONT ESTIMES EN UTILISANT LA FONCTION D'ERREUR DE L'ENERGIE QUI DEPEND DES POSITIONS ET DES VITESSES ARTICULAIRES. EN UTILISANT LA LOI DE COMMANDE DE SLOTINE MODIFIEE ET LES DEUX LOIS DE COMMANDE ADAPTATIVES INDIRECTES, LES RESULTATS DE SIMULATION DES TROIS PREMIERES ARTICULATIONS DU ROBOT PUMA MONTRENT L'EFFICACITE DES METHODES PROPOSEES SUR LA REDUCTION DES ERREURS DE POSITION ET DE VITESSES ET VIS-A-VIS DE LA CONVERGENCE DES PARAMETRES INERTIELS. LE COUT DE CALCUL DE CES LOIS DE COMMANDE ADAPTATIVE POUR UN ROBOT PUMA A 6 DEGRES DE LIBERTE EST DONNE ET SEMBLE ETRE COMPATIBLE AVEC LA PERFORMANCE DES MICROPROCESSEURS EXISTANTS ET L'EXIGENCE DE LA PERIODE D'ECHANTILLONNAGE

Author: Benoît Huard
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La réalisation de tâches de manipulation dextres requiert une complexité aussi bien dans la conception de préhenseur robotique que dans la synthèse de leurs lois de commande. Une optimisation de la mécatronique de ces systèmes permet de répondre aux contraintes d'intégration fonctionnelle en se passant de capteurs de force terminaux. L'utilisation de mécanismes réversibles rend alors possible la détermination du positionnement du système dans l'espace libre et la détection de son interaction avec les objets manipulés, grâce aux mesures proprioceptives inhérentes aux actionneurs électriques. L'objectif de cette thèse est de parvenir synthétiser, dans le contexte articulaire (un degré-de-liberté), une commande adaptée à la manipulation en tenant compte de ces particularités mécaniques. La méthode proposée est basée sur une commande robuste par rapport aux non-linéarités structurelles dues aux effets gravitationnels et aux frottements secs d'une part et par rapport aux rigidités variables des objets manipulés. L'approche choisie nécessite la connaissance précise de la configuration du système étudié à chaque instant. Une représentation dynamique de son comportement permet de synthétiser un capteur logiciel pour l'estimation des grandeurs indispensables à la commande. Ces différentes étapes sont validées par des essais expérimentaux pour justifier la démarche choisie menant à une commande adaptée à la manipulation d'objets.

Author: Arnaud Carpentier de Changy
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Languages : fr
Pages : 106

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