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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 |
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