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Développement, simulation et expérimentation d'un contrôle de force/position en robotique par l'approche parallèle dans un environnement incertain

Lapointe, Claude (2004). Développement, simulation et expérimentation d'un contrôle de force/position en robotique par l'approche parallèle dans un environnement incertain. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette recherche consiste essentiellement à démontrer que la méthode de contrôle de force/position par l'approche parallèle peut s'implanter facilement sur un processeur numérique du signal et peut résoudre efficacement la problématique rencontrée par la méthode traditionnelle de contrôle hybride. Cette dernière nécessite une bonne connaissance de l'environnement alors que l'approche parallèle ne nécessite qu'une connaissance approximative de l'environnement qui l'entoure. Pour y parvenir, l'approche parallèle contrôle la force et la position dans toutes les directions à l'aide d'une boucle externe de force ayant préséance sur la boucle interne de position.

Nous avons démontré cette hypothèse expérimentalement en appliquant la commande sur le robot US Maker 100 à l'aide du processeur numérique du signal TMS320C6711. La cinématique et la dynamique de ce robot sont développées au chapitre 1. Comme le processeur ne peut à lui seul gérer tous les signaux d'entrée/sortie, nous avons conçu le design d'une interface, que l'on retrouve au chapitre 2, capable de générer et de capter tous les signaux entrant dans la communication qui sont exposés en détail au chapitre 3. Les chapitres 4 et 5 décrivent la théorie de la commande de force/position dans le cas idéal dans un premier temps et avec contrôle adaptatif dans le second.

Nous avons procédé à diverses phases expérimentales en commençant par une simulation de la commande de force/position, suivie d'une vérification de tout le système sur un moteur à vide. Nous avons procédé par la suite à l'implantation de la commande adaptative de compensation de la gravité pour terminer par l'expérimentation de la commande de force/position proprement dite par l'approche parallèle.

Les résultats démontrent clairement que le design du système fonctionne parfaitement bien, que l'utilisation d'un terme adaptatif de gravité permet d'éliminer l'erreur de position en régime permanent pour une position désirée constante et que la commande de force/position parvient à réguler la force à la valeur désirée avec une connaissance limitée de l'environnement. La courbe de force obtenue se compare avantageusement à la simulation malgré les limitations importantes imposées par la réalité, notamment au niveau de la précision des mesures et de la dynamique.

Parmi les recommandations pouvant améliorer la performance, notons l'utilisation d'un capteur de force tri-axiales moins sensible au bruit ainsi que l'ajout de la vision au robot par l'utilisation d'un autre processeur numérique de signal vidéo fonctionnant en parallèle avec le système actuel et communiquant entre eux par le port série.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en technologie des systèmes". Bibliogr. : f. [99]-100.
Mots-clés libres: Robots Systèmes de commande. Capteurs tactiles. Robots Mouvements.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Saad, Maarouf
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 29 avr. 2011 17:39
Dernière modification: 29 avr. 2011 17:39
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/727

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