{"id":430,"date":"2024-05-22T12:29:47","date_gmt":"2024-05-22T14:29:47","guid":{"rendered":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/?page_id=430"},"modified":"2024-05-22T15:58:32","modified_gmt":"2024-05-22T17:58:32","slug":"aplicado","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/aplicado\/","title":{"rendered":"Laborat\u00f3rio de Controle Aplicado"},"content":{"rendered":"

No laborat\u00f3rio de controle aplicado os alunos aprendem a controlar diversos tipos de sistemas com importantes aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas. Ver: http:\/\/sites.usp.br\/lca\/<\/a><\/p>\n

Girosc\u00f3pio<\/h4>\n

O CMG (Control Moment Gyroscope) do laborat\u00f3rio \u00e9 um sistema mec\u00e2nico rotativo com quatro graus de liberdade, cujo objetivo \u00e9 controlar a posi\u00e7\u00e3o angular dos corpos mais externos que n\u00e3o s\u00e3o atuados. H\u00e1 dois motores CC que s\u00e3o os atuadores do sistema, localizados na roda de in\u00e9rcia e no anel mais interno. Sua principal aplica\u00e7\u00e3o \u00e9 no controle de atitude de sat\u00e9lites e ve\u00edculos espaciais.\u00a0Um v\u00eddeo do sistema em funcionamento pode ser visto em: https:\/\/youtu.be\/rFjk2HHTx14<\/a><\/p>\n

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Ball and Plate<\/h4>\n

O sistema possui dois servo-motores que proporcionam um movimento com dois graus de liberdade de uma plataforma. O objetivo deste sistema \u00e9 manter equilibrada sobre a plataforma uma bolinha, cuja posi\u00e7\u00e3o \u00e9 detectada por meio de uma webcam, que por sua vez envia um sinal para um sistema de controle.<\/p>\n

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Ball and Wheel<\/h4>\n

O sistema possui uma roda acionada por um motor CC e uma bolinha que deve ser mantida equilibrada sobre a roda. A posi\u00e7\u00e3o da bolinha \u00e9 detectada por um sensor de dist\u00e2ncia que envia um sinal para um sistema de controle que por sua vez atua no motor. Um v\u00eddeo do sistema em funcionamento pode ser visto em:
\nhttps:\/\/youtu.be\/BPn8gN1QOzE<\/a><\/p>\n

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Helic\u00f3ptero com dois graus de liberdade<\/h4>\n

O objetivo deste sistema \u00e9 estudar o funcionamento de um helic\u00f3ptero com dois graus de liberdade, que s\u00e3o os \u00e2ngulos de eleva\u00e7\u00e3o (pitch) e guinada (yaw). O sistema possui duas h\u00e9lices acionadas por motores sem escovas. Um v\u00eddeo do sistema em funcionamento pode ser visto em: https:\/\/youtu.be\/E84x9rKRSSo<\/a><\/p>\n

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Levitador eletromagn\u00e9tico<\/h4>\n

O levitador eletromagn\u00e9tico consiste em manter suspensa no ar e sem qualquer contato uma massa de material magn\u00e9tico. A corrente que circula pela bobina de um eletro\u00edm\u00e3 produz uma for\u00e7a magn\u00e9tica que \u00e9 capaz de suspender a massa. Controlando-se a dist\u00e2ncia do entreferro existente entre o eletro\u00edm\u00e3 e a massa \u00e9 poss\u00edvel conseguir com que esta flutue no ar. Este sistema possui aplica\u00e7\u00f5es na levita\u00e7\u00e3o de trens de alta velocidade e em centr\u00edfugas magn\u00e9ticas de alta rota\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Mini-segway<\/h4>\n

O objetivo deste sistema \u00e9 estudar o problema de controle existente no transporte de pessoas em duas rodas lado a lado. Monitorando a inclina\u00e7\u00e3o do dispositivo por meio de sensores e utilizando um sofisticado sistema de controle consegue-se equilibrar o mini-segway na vertical por meio de motores acoplados nas rodas. Um v\u00eddeo do sistema em funcionamento pode ser visto em: https:\/\/youtu.be\/ghy1GtH-GGo
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Monociclo auto-equilibrado<\/h4>\n

Totalmente desenvolvido no LCA, o sistema possui apenas uma roda para se mover em contato com o solo e uma roda de rea\u00e7\u00e3o para compensar eventuais desequil\u00edbrios laterias. O monociclo apresenta um grau de dificuldade elevado em termos de modelagem e controle. Um controlador LQR digital foi utilizado e o c\u00f3digo \u00e9 embarcado na plataforma de desenvolvimento NXP K64F. Link: https:\/\/youtu.be\/t4sakACzcew <\/a><\/p>\n

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P\u00eandulo invertido<\/h4>\n

O p\u00eandulo invertido consiste de uma haste que deve ser equilibrada na posi\u00e7\u00e3o vertical. Isso \u00e9 poss\u00edvel por meio do acionamento de um motor que movimenta um carrinho num trilho horizontal. Esse movimento \u00e9 determinado por meio de um sofisticado sistema de controle que realiza c\u00e1lculos a partir de medidas da posi\u00e7\u00e3o angular da haste. Um v\u00eddeo do sistema em funcio-namento pode ser visto em: https:\/\/youtu.be\/1svmVlx7UFw
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P\u00eandulo invertido com roda de rea\u00e7\u00e3o<\/h4>\n

Possui como atuador uma roda de rea\u00e7\u00e3o ligada a um motor de corrente cont\u00ednua. O sistema de controle \u00e9 dividido em duas partes. Inicialmente o sistema \u00e9 levado ao seu ponto de equil\u00edbrio (algoritmo de swing-up) e na vizinhan\u00e7a do ponto de equil\u00edbrio o controle \u00e9 chaveado para o modo estabilizante utilizando a t\u00e9cnica de controle LQR. Aplica\u00e7\u00f5es de sistemas com roda de rea\u00e7\u00e3o incluem controle de atitude de sat\u00e9lites e ve\u00edculos espaciais.\"\"<\/a><\/p>\n

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P\u00eandulo invertido rotacional<\/h4>\n

O p\u00eandulo invertido rotacional, mais conhecido como P\u00eandulo de Furuta, \u00e9 um sistema que possui apenas um atuador e dois graus de liberdade. O atuador presente neste sistema \u00e9 um motor acoplado a um eixo comumente chamado de bra\u00e7o. Os dois graus de liberdade s\u00e3o o deslocamento angular do bra\u00e7o e o deslocamento angular de um p\u00eandulo, que possui movimento rotacional livre. O objetivo do controle \u00e9 a atua\u00e7\u00e3o do motor de tal forma que seu torque equilibre o p\u00eandulo na posi\u00e7\u00e3o invertida. Foi utilizada a plataforma de desenvolvimento FRDM-K64F da NXP para implementa\u00e7\u00e3o de um controle digital LQR. Tamb\u00e9m implementou-se uma l\u00f3gica de Swing-Up, que consiste numa s\u00e9rie de comandos de torque que levem o p\u00eandulo da posi\u00e7\u00e3o de repouso para pr\u00f3ximo da posi\u00e7\u00e3o invertida.<\/p>\n

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Sistema qu\u00e1druplo de tanques<\/h4>\n

O sistema qu\u00e1druplo de tanques \u00e9 um processo multivari\u00e1vel, que possui 4 tanques acoplados e um reservat\u00f3rio, cujo objetivo \u00e9 controlar o n\u00edvel dos dois tanques inferiores. Devido ao acoplamento dos tanques torna-se necess\u00e1rio desenvolver projetos de sistemas de controle multivari\u00e1veis de forma a manter o n\u00edvel na posi\u00e7\u00e3o desejada pelo usu\u00e1rio. Um v\u00eddeo do sistema em funcionamento pode ser visto em: https:\/\/youtu.be\/bVl3kvpXG3o<\/a><\/p>\n

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No laborat\u00f3rio de controle aplicado os alunos aprendem a controlar diversos tipos de sistemas com importantes aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas. Ver: http:\/\/sites.usp.br\/lca\/ Girosc\u00f3pio O CMG (Control Moment Gyroscope) do laborat\u00f3rio \u00e9 um sistema mec\u00e2nico rotativo com quatro graus de liberdade, cujo objetivo \u00e9 controlar a posi\u00e7\u00e3o angular dos corpos mais externos que n\u00e3o s\u00e3o atuados. H\u00e1 dois […]<\/p>\n","protected":false},"author":24061,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"class_list":["post-430","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/430","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/users\/24061"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=430"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/430\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":444,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/430\/revisions\/444"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/lac\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=430"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}