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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11804
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Posicionamento dinâmico utilizando controle a estrutura variável e servovisão. |
Título(s) alternativo(s): | Dynamic positioning control using variable structure and visual servoing. |
Autor: | Sokal, Gustavo Jales |
Primeiro orientador: | Cunha, José Paulo Vilela Soares da |
Primeiro coorientador: | Coelho, Pedro Henrique Gouvêa |
Primeiro membro da banca: | Zachi, Alessandro Rosa Lopes |
Segundo membro da banca: | Costa, Ramon Romankevicius |
Resumo: | Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de posicionamento dinâmico para uma pequena embarcação baseado em controle a estrutura variável com realimentação por visão computacional. Foram investigadas, na literatura, diversas técnicas desenvolvidas e escolheu-se o controle a estrutura variável devido, principalmente, ao modo de acionamento dos propulsores presentes no barco utilizado para os experimentos. Somando-se a isto, foi considerada importante a robustez que a técnica de controle escolhida apresenta, pois o modelo utilizado conta com incerteza em sua dinâmica. É apresentado ainda o projeto da superfície de deslizamento para realizar o controle a estrutura variável. Como instrumento de medição optou-se por utilizar técnicas de visão computacional em imagens capturadas a partir de uma webcam. A escolha por este tipo de sistema deve-se a alta precisão das medições aliada ao seu baixo custo. São apresentadas simulações e experimentos com controle a estrutura variável em tempo discreto utilizando a integral do erro da posição visando eliminar o erro em regime. Para realizar o controle que demanda o estado completo, são comparados quatro estimadores de estado realizados em tempo discreto: derivador aproximado; observador assintótico com uma frequência de amostragem igual a da câmera; observador assintótico com uma frequência de amostragem maior que a da câmera; e filtro de Kalman. |
Abstract: | The design of a dynamic positioning system for a small boat based on variable strutucture control and visual-servoing is presented. Many control tecniques have been investigated and the variable structure control was chosen, mainly, due the operation mode of the motor drivers installed on the boat applied in the experiments. The robustness of this control technique was also considered since the available dynamic model of the boat is uncertain. The design of the sliding surface is shown as well. Computer vision techniques were used to measure the position of the boat from images taken with a webcam, this kind of measure system was chosen due to its high accuracy and low cost. Simulation and experimental results of discrete time variable structure control with integral action of the boat s postion, included in order to eliminate steady state error, are shown. To develop this controller four state estimators, in discrete time, are compared: derivative of position; asymptotic observer at a high sampling rate; asymptotic observer at webcam s sampling rate; and Kalman filter. |
Palavras-chave: | Electronic Engineering Dynamic positioning Variable structure control State observer Kalman Filter Visual servoing Engenharia Eletrônica Posicionamento dinâmico Controle a estrutura variável Observador de estado Filtro de Kalman Servovisão. |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica |
Citação: | SOKAL, Gustavo Jales. Posicionamento dinâmico utilizando controle a estrutura variável e servovisão.. 2010. 121 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. |
Tipo de acesso: | Acesso Restrito |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11804 |
Data de defesa: | 16-Jul-2010 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Eletrônica |
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