Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/25643

Type: Dissertação
Title: Prosthetic legs output feedback control via variable high gain observers
Author(s)/Inventor(s): Ricart, Ignacio de Azambuja Midosi
Advisor: Peixoto, Alessandro Jacoud
Abstract: Este trabalho trata da modelagem e implementação de um controle e um observador em um robô de testes para próteses simulado composto por quatro juntas: deslocamento vertical do quadril, movimento de extensão e flexão do quadril, extensão e flexão do joelho e movimento de dorsiflexão e plantar flexão ao do tornozelo. O modelo dinâmico completo é apresentado e um modelo simplificado é utilizado na avaliação do controlador/observador. Inicialmente, um controlador com realimentação total de estados e implementado utilizando torque computado e PID, apos isso um observador the alto ganho (HGO) é projetado para estimar os estados do dispositivo. Aqui e proposto uma implementação de HGO para estimar a velocidade das juntas através de um observador com alto ganho variante no tempo sintetizado a partir de sinais medidos e desenvolvido para reduzir a quantidade de ruído presente no sinal de controle dos motores e manter um erro de rastreamento aceitável. Simulações são realizadas para avaliar o desempenho entre utilizar observador com alto ganho fixo ou o variável proposto. A análise de robustez do controle em malha fechada e realizada através de simulações numéricas considerando a presença de ruído e incerteza paramétrica.
Abstract: This work addresses the modeling, state estimation, and control of a robot/prosthesis system with four joints: vertical hip prismatic joint, thigh, knee, and ankle rotational joints. The full dynamic model is provided, and a simplified version is considered for control/estimator evaluation. Initially, a full-state feedback scheme is implemented using computed torque plus a PID controller, and then a high gain observer is designed to estimate the system states. We propose the implementation of a high gain observer (HGO) to estimate the prosthesis joint velocities with a time-varying HGO gain synthesized from measurable signals designed to reduce the amount of noise in the control effort while keeping an acceptable tracking error transient performance. Simulations are conducted to evaluate the performance using fixed HGO gain in comparison with the proposed variable HGO approach, in the presence of noise and parametric uncertainties.
Keywords: Robô de teste de prótese
HGO
High Gain Observers
Observadores de alto ganho
PID
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2020
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
953376.pdf16.22 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.