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Modélisation et commande non linéaire pur la poursuite de trajectoire du robot UMIS

Zanaboni, François Élie (2009). Modélisation et commande non linéaire pur la poursuite de trajectoire du robot UMIS. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

À l'heure actuelle, la quasi-totalité des manipulateurs utilise un mode de contrôle des joints indépendant de type proportionnel, intégrale et dérivée classique. Ce mode de contrôle est appliqué pour des raisons de coûts de développement et de maintenance. Beaucoup de travaux ont été réalisés sur la commande non linéaire appliquée à des manipulateurs robotisés. Mais elles ne sont que rarement appliquées à grande échelle dans l'industrie et restent donc confinées dans les milieux universitaires. Il serait donc intéressant de montrer la mise en pratique d'une telle commande sur un robot.

L'objectif de ce mémoire est donc de nous montrer les étapes de la mise en oeuvre d'une commande non linéaire par couple pré calculé pour la poursuite de trajectoire. Cette commande a été faite sur un manipulateur industriel nommé UMIS développé par l'institut de Recherche d'Hydro Québec (IREQ). Dans un premier temps, le manipulateur de l'IREQ a été modélisé. Puis les cinématiques inverses et directes du robot ont été développées ainsi que sa dynamique. Nous avons établi une approche fondamentale de la génération de trajectoire. Nous avons présenté la loi de commande ainsi que l'architecture du contrôle du manipulateur. Nous avons alors réalisé une simulation puis nous sorrmies passés à la phase expérimentale. Nous avons comparé nos résultats théoriques et expérimentaux. Les résultats expérimentaux ont été conformes à nos attentes ce qui nous a permis de valider la pertinence de notre réalisation. Nous avons conclu que la commande par couple pré calculé permettait une exécution plus confortable et beaucoup moins rude pour la mécanique du manipulateur.

Titre traduit

Modeling and nonlinear control for trajectory tracking of robot UMIS

Résumé traduit

Actually, the most part of robotized manipulators run with a classic PID independent joints control. This kind of control is used for its low cost development and maintenance. Many studies have been done about nonlinear control applied to robotized manipulators. But these studies are rarely applied at huge scale in industry. They are most of the time confined in academic circles. It would be interesting to demonstrate the practical implementation of such control techniques on robot manipulators.

The subject of this thesis is to show step by step the implementation of a nonlinear control known as computed torque for trajectory tracking. This control has been done on an industrial manipulator named UMIS developed by Hydro Quebec's Research Institute (IREQ). At first, the IREQ's manipulator was modeled. Then the direct and inverse kinematics and the dynamics were described. We have defined a fundamental approach of the trajectory generation. We have presented the control law and the control architecture of the manipulator. We have realized a simulation, and then we have done the experimental phase. We have compared our theoretical results versus our experimental results. The experimental results were consistent "with our expectations enabling us to validate the relevance of our realization. We concluded that Computed torque control allowed a more comfortable motion and much less harsh for the mechanical manipulator.

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 génie électrique." Bibliogr. : f. [136]-137.
Mots-clés libres: Robots Mouvements. Manipulateurs (Mécanismes) Trajectoires. Modèles mathématiques. Commande non linéaire. controle, couple, modélisation, pre-calcule, robot, umis
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Saad, Maarouf
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Ghislain, Lambert
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 17 août 2010 13:06
Dernière modification: 18 janv. 2017 00:31
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/91

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