Documentation: Melhorias no capítulo 4 e no resumo
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@@ -52,7 +52,7 @@ E, por fim, a todos os que sempre torceram pelo meu melhor e acreditaram que um
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\setlength{\absparsep}{18pt} % ajusta o espaçamento dos parágrafos do resumo
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\begin{resumo}
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Em plataformas robóticas móveis com motores DC controlados por controle PID, é comum que mudanças repentinas de velocidade desejada provoquem deslizamento, o que causa perda de trajetória. Desta forma, este trabalho apresenta uma solução para detecção das condições de deslizamento, além de medidas corretivas que minimizam a perda de trajetória.
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Em plataformas robóticas móveis com motores DC controlados por controle PID, é comum que mudanças repentinas de velocidade desejada provoquem deslizamento, o que causa perda de trajetória. Desta forma, este trabalho apresenta uma solução para detecção das condições de deslizamento, além de medidas corretivas que minimizam a perda de trajetória. A solução consiste em comparação da aceleração da roda com a aceleração do chassi e, sendo detectada inconsistência, o torque do motor é reduzido a fim de retomar a aderência. O projeto foi validado medindo-se o desvio de trajetória de um robô com rodas de diferentes coeficientes de atrito.
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\textbf{Palavras-chave}: \imprimirpalavraschave
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\end{resumo}
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@@ -62,7 +62,7 @@ E, por fim, a todos os que sempre torceram pelo meu melhor e acreditaram que um
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\begin{otherlanguage*}{english}
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% \linespread{1.3}
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\SingleSpacing
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In mobile robotic platfoms powered by DC motors controlled by PID, it's common that sudden changes to desired speed cause slipping, which leads to trajectory loss. This project presents a solution to detect slip conditions and presents corrective measures that minimize trajectory loss.
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In mobile robotic platfoms powered by DC motors controlled by PID, it's common that sudden changes to desired speed cause slipping, which leads to trajectory loss. This project presents a solution to detect slip conditions and presents corrective measures that minimize trajectory loss. The solution consists in comparing the wheel acceleration with the chassis acceleration and, if inconsistencies are detected, the motor torque is reduced in order to regain the grip. The project was validated by measuring the trajectory deviation of a robot with wheels with different friction coefficients.
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@@ -194,7 +194,26 @@ ADCs & 2 (10 canais)
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\section{Identificação do deslizamento}
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\par Tendo o robô com controlador PID calibrado, o primeiro passo para resolver os problemas de deslizamento é identificar as condições que levam a deslizamento. Após extensas observações, foi decidido utilizar uma verificação comparando-se a aceleração das rodas, medida pela segunda derivada da posição dos encoders, com a aceleração do chassi do robô, medida pelo sensor acelerômetro do IMU. Sendo assim, considera-se que há deslizamento quando a diferença entre as acelerações é maior do que um certo valor limite. Caso o deslizamento seja identificado, podem ser adotadas as medidas corretivas.
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\par Tendo o robô com controlador PID calibrado, o primeiro passo para resolver os problemas de deslizamento é identificar as condições que levam a deslizamento. Após extensas observações, foi decidido utilizar a comparação da aceleração das rodas, medida pela segunda derivada da posição dos encoders, com a aceleração do chassi do robô, medida pelo sensor acelerômetro do IMU. Sendo assim, considera-se que há deslizamento quando a diferença entre as acelerações é maior do que um certo valor limite. Caso o deslizamento seja identificado, serão adotadas as medidas corretivas a definir.
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\begin{figure}[!ht]
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\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/FluxogramaSlipDetection-crop.pdf}
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\caption{Fluxograma da detecção do deslizamento}
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\label{fig:fluxogramaSlipDetection}
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\end{figure}
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\par A figura \ref{fig:fluxogramaSlipDetection} apresenta o fluxograma da detecção do deslizamento, implementada no programa em LabVIEW, junto com a interface gráfica.
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\par Em primeiro momento, é coletada a entrada do operador do robô, sendo esta a velocidade de reverência desejada para o robô, chamada de $desiredSpeed$ no programa. Em seguida, $desiredSpeed$ e $slip$ são enviados para o robô pela comunicação UDP, e um pacote de \textit{feedback} é recebido, contendo a velocidade do robô medida pelo \textit{encoder}, chamada de $currentSpeed$ e a aceleração do chassi, medida pelo sensor IMU. $currentSpeed$ é então derivada, obtendo-se a aceleração $encoderAccel$, que é a aceleração da roda medida pelo \textit{encoder}. Além disso, a aceleração do chassi é filtrada também por filtro passa-baixa, obtendo-se $imuAccel$.
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\par As acelerações são então comparadas e, caso sua diferença supere o valor de $threshold$ definido no programa, é considerado que o robô está em condição de deslizamento, e a variável $slip$ é definida como verdadeira e enviada para o robô junto com o próximo comando, para que o robô, sabendo de sua condição de deslizamento, tome as medidas corretivas cabíveis.
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\section{Correção do deslizamento}
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\par A solução corretiva adotada foi desabilitar o motor nos casos de deslizamento. Desabilitando o motor, seu torque será zerado e, portanto, o único torque aplicado sobre a roda será aquele realizado pela força de atrito. Assim, a roda voltará a ter aderência com o chão e o deslizamento será corrigido.
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\par A solução corretiva adotada foi desabilitar o motor nos casos de deslizamento. Desabilitando o motor, seu torque será zerado e, portanto, o único torque aplicado sobre a roda será aquele realizado pela força de atrito. Assim, a roda voltará a ter aderência com o chão e o deslizamento será corrigido.
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\par A ponte H utilizada no robô de desenvolvimento, com seu esquema elétrico simplificado na figura \ref{fig:schematicPonteH}, permite que cada terminal do motor seja conectado aos potenciais de terra, $VBAT$, ou deixar desconectado. Em condições normais, caso se queira rotação para a frente, o PWM do motor é controlado chaveando-se entre os MOSFETs $MAH$ e $MAL$, enquanto $MBH$ é mantido conduzindo e $MBL$ é mantido aberto. Para rotação reversa, é adotado o caso análogo. Em condições de deslizamento, todos os MOSFETs são mantidos em aberto, cessando a passagem de corrente pelo motor e, consequentemente, zerando seu torque.
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\begin{figure}[!ht]
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\centering
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\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/SchematicPonteH-crop.pdf}
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\caption{Esquema elétrico de uma ponte H semelhante à utilizada no robô}
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\label{fig:schematicPonteH}
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\end{figure}
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