Dissertação
Agile hopping robot for lunar exploration targeting data gathering and sample collection EVALUATED
Nas últimas décadas, um crescente número de missões espaciais levou à aplicação do conceito de hopping robots para a locomoção autónoma em ambientes de exploração planetária e de pequenos corpos. Em geral a capacidade de salto destes robôs permite uma locomoção em terrenos acidentados, com uma grande eficiência. O maior desafio dos hopping robots está relacionado com impactos com o solo resultantes de aterragens falhadas. Para resolver este problema, esta tese explora a aplicação de um giroscópio de controlo de momento de dois eixos e velocidade variante para o controlo de um hopping robot após descolagem do solo. Durante o tempo de salto, este atuador deve garantir controlo sobre a atitude e velocidade angular de modo que o robô chegue ao solo em segurança. Deve garantir ainda a execução de manobras que permitam a recolha de dados a uma determinada orientação durante um salto. Para garantir estes objectivos, esta tese apresenta o desenvolvimento do modelo em espaço de estados do robô utilizado para o estudo - o Moonhopper. De seguida, um estudo da controlabilidade é conduzido e três arquitecturas de controladores são apresentadas. Entre as quais, uma estratégia envolvendo optimização de trajectória. De modo a comparar o desempenho, quatro manobras foram desenhadas para serem seguidas pelos controladores. Os resultados comprovam a eficiência da estratégia de optimização de trajetória. Como controlador final, é proposta uma arquitectura que combina esta optimização com um controlador em anel fechado. No final, são executados testes com este controlador sendo os resultados comparados com os anteriores.
novembro 15, 2019, 14:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Rodrigo Martins de Matos Ventura
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Auxiliar