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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27039
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Controle de Impedância e Admitância Unidimensional |
Alternate title (s): | Unidimensional Impedance and Admittance Control |
Author: | Yamamoto, Breno Akihiro |
First Advisor: | Gonçalves, Rogério Sales |
First member of the Committee: | Ribeiro, José Francisco |
Second member of the Committee: | Franco, Vera Lucia Donizeti de Sousa |
Summary: | A neuroreabilitação é uma forma de terapia pela qual o paciente com funções motoras debilitadas, por decorrência, por exemplo, de Acidentes Vasculares Encefálicos, pode recuperar parte de suas funcionalidades. Alguns dos procedimentos do processo de reabilitação consistem de atividades repetitivas, que simulam uma atividade motora real. É o caso, por exemplo, da reabilitação da marcha, normalmente feita com atividades que emulam o caminhar. De acordo com o nível de deficiência do paciente, é necessário fornecer maior ou menor assistência, o que é comumente feito por terapeutas aplicando força diretamente sobre o paciente. O uso de dispositivos robóticos é de grande valor em atividades desse tipo, que requerem alto grau de repetibilidade, esforço e flexibilidade às condições de cada paciente. No campo da robótica de reabilitação, o controle de interação (também denominado controle de impedância/admitância) é um método de controle particularmente atrativo. Ao invés de controlar variáveis como posição e força independentemente, o controle de interação permite controlar a dinâmica da interação entre posição e força. É possível controlar, portanto, o modo e o nível de assistência dado ao paciente na reabilitação. Neste trabalho são desenvolvidos controladores de impedância e admitância em uma dimensão a serem usados em dispositivos robóticos de reabilitação. Os controladores são modelados e seu funcionamento é avaliado por meio de simulações computacionais. Testes experimentais foram realizados em dois dispositivos desenvolvidos atestando sua aplicabilidade. É verificado que o controle de impedância é especialmente sensível às características do mecanismo, sendo imprescindível considerar uma baixa impedância mecânica no projeto do robô de reabilitação. O controle de admitância se mostra atraente pela aplicabilidade em robôs de maior impedância mecânica, embora haja uma maior complexidade envolvida na necessidade de utilização de células de carga para leitura de força. |
Abstract: | Neurorehabilitation is a form of therapy whereby the motor function impaired patient, due to conditions such as stroke, can recover part of the original motor skills. Some of the procedures involved in the rehabilitation process are based on repetitive activities, aiming to simulate an actual functional task. That is the case for gait rehabilitation, where activities simulating walking are usually employed. According to patient impairment level, more or less assistance is required, which is usually provided by therapists directly applying forces on the patient. The usage of robotic devices is thus of great value, since a great degree of repeatability, effort and flexibility is required in order to interact and to adapt to patient conditions. In the rehabilitation robotics field, interaction control (also termed impedance/admittance control), is a control method especially appealing. Instead of independently controlling variables such as position and force, interaction control enables the control of the interaction dynamics of both force and position. It is thus, possible to control the way and the amplitude of rehabilitation patient assistance. In this work, one dimensional impedance and admittance controllers are developed, to be used in rehabilitation robotic devices. The controllers are modelled, and its functionalities evaluated by the way of computer simulations. Test set-ups are built and experiments are carried out in order to evaluate the control method applicability. It is verified the extent to which impedance control is sensible to the mechanism inherent impedance, which requires the careful consideration with respect to low mechanical impedance robot design. On the other hand, the applicability of admittance control on robots with higher mechanical impedance is an appealing aspect. However, more complexity is associated with admittance control, considering the necessity of using load cells in order to measure force. |
Keywords: | Robótica Robotics Controle de admitância Admittance control Controle de impedância Impedance control Controle de interação Interaction control Reabilitação Rehabilitation |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS CNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | YAMAMOTO, Breno Akihiro. Controle de Impedância e Admitância Unidimensional. 2017. 137 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica ) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27039 |
Date of defense: | 11-Dec-2017 |
Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecatrônica |
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