Um sistema autônomo para navegação de cadeiras de rodas robóticas orientadas a pessoas com deficiência motora severa

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dc.contributor.advisor-co1Sarcinelli Filho, Mário
dc.contributor.advisor-co2Carelli, Ricardo
dc.contributor.advisor1Bastos Filho, Teodiano Freire
dc.contributor.authorCeleste, Wanderley Cardoso
dc.contributor.referee1Ferreira, Edson de Paula
dc.contributor.referee2Salles, Jose Leandro Félix
dc.contributor.referee3Alsina, Pablo Javier
dc.contributor.referee4Amaral, Paulo Farias Santos
dc.date.accessioned2018-08-02T00:01:49Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:01:49Z
dc.date.issued2009-08-05
dc.description.abstractThis dissertation proposes a solution to the problem met by people with severe motordiseases, which have full incapacity of moving around by themselves, but keep intact their cognitive abilities. Such a solution is a navigating system for a Robotic Wheelchair, which consists of a control system, a reference generating system and a supervisory system. The control system comprises a set of kinematic controllers to execute speci c tasks, besides a dynamic compensation controller capable to adapt itself in the presence of structured uncertainties and being robust to unstructured uncertainties. The robust adaptive dynamic compensator is based on a dynamic model of the robotic wheelchair carrying a user seated. Speci c tasks are accomplished by the reference generator based on a user command and vehicle information. User commands establish poses of interest to be reached by the robotic wheelchair after following a safe route. To split a general task in speci c ones is the strategy here adopted to reduce the complexity of the navigating system, which should also take care of the safety and comfort of the user. The supervisory system is responsible for an adequate coordination of the kinematic controllers, in addition to perform a sequence of speci c tasks. Simulation and experimentation results show the good performance of the system, even when submitted to changes caused by a user on board the vehicle and by external e ects.eng
dc.description.resumoEsta tese propõe um sistema autônomo para navegação de cadeiras de rodas robóticas como solução para o problema de locomoção enfrentado por pessoas com deciência motora severa. Ele consiste de um sistema de controle, de um sistema para geração de referências, e de um sistema supervisório. O sistema de controle é formado por um conjunto de controladores cinemáticos responsáveis por realizar tarefas especícas de controle de uma Cadeira de Rodas Robótica (CRR), além de uma compensação dinâmica capaz de adaptar-se a variações do comportamento dinâmico, comuns em CRRs, e de garantir a robustez frente a perturbações não modeladas. É vericado formalmente que todos os controladores envolvidos garantem a estabilidade do sistema como um todo, mesmo quando um dos controladores é trocado por outro (comutação). É possível, assim, a realização de tarefas mais complexas, sob a coordenação do sistema supervisório, tais como seguir um caminho de referência, desviando de possíveis obstáculos, e orientando-se no destino. Tais tarefas são realizadas com o cuidado de preservar a segurança e o conforto do usuário. É proposto, também, um modelo dinâmico parametrizado que descreve a dinâmica do sistema formado pela CRR e seu usuário. Tal modelo permite a formulação de uma lei de compensação que leva em conta uma possível variação da dinâmica do sistema. Resultados de simulações e de experimentos realizados em um protótipo de CRR comprovam o bom desempenho do sistema quando submetido a tais variações. Verica-se, também, que o sistema se comporta muito bem frente a perturbações provenientes de fontes diversas, justicando a existência de uma compensação dinâmica adaptativa e robusta para CRRs.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9694
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subject.br-rjbnRobótica
dc.subject.br-rjbnRobôs móveis
dc.subject.br-rjbnDinâmica
dc.subject.br-rjbnTeoria do controle não-linear
dc.subject.br-rjbnSistemas de controle ajustável
dc.subject.br-rjbnLiapunov, Funções de
dc.subject.cnpqEletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
dc.subject.udc621.3
dc.titleUm sistema autônomo para navegação de cadeiras de rodas robóticas orientadas a pessoas com deficiência motora severa
dc.typedoctoralThesis
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