Avaliação do
Você é humano?
8
5
=
Denunciar conteúdo impróprio
Atenção:
O eduCAPES é um repositório de objetos educacionais, não sendo responsável por materiais de terceiros submetidos na plataforma. O usuário assume ampla e total responsabilidade quanto à originalidade, à titularidade e ao conteúdo, citações de obras consultadas, referências e outros elementos que fazem parte do material que deseja submeter. Recomendamos que se reporte diretamente ao(s) autor(es), indicando qual parte do material foi considerada imprópria (cite página e parágrafo) e justificando sua denúncia.
Caso seja o autor original de algum material publicado indevidamente ou sem autorização, será necessário que se identifique informando nome completo, CPF e data de nascimento. Caso possua uma decisão judicial para retirada do material, solicitamos que informe o link de acesso ao documento, bem como quaisquer dados necessários ao acesso, no campo abaixo.
Todas as denúncias são sigilosas e sua identidade será preservada. Os campos nome e e-mail são de preenchimento opcional. Porém, ao deixar de informar seu e-mail, um possível retorno será inviabilizado e/ou sua denúncia poderá ser desconsiderada no caso de necessitar de informações complementares.
Control system design for exoskeleton of the right lower limb
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/885431
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Muñoz Arboleda, Daniel Mauricio | - |
| Autor(es): dc.creator | Koendjbiharie, Marlon Winston | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T15:31:54Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T15:31:54Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2018-05-21 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2018-05-21 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2018-05-21 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2017-06-23 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.unb.br/handle/10482/31932 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://dx.doi.org/10.26512/2017.06.D.31932 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/885431 | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. | - |
| Descrição: dc.description | Nesta pesquisa o modelo de um exoesqueleto do membro inferior direita para melhorar a mobilidade do usuário e seu sistema de controle foram desenvolvidos. O projeto físico do modelo do exoesqueleto consiste em três partes principais: um quadril e a parte superior e inferior da perna conectados um com o outro por juntas revolutas. Cada uma das juntas é atuado por um motor Brushless DC (BLDC) com caixa de redução para aumentar torque. Os motores a serem usados na construção possuem sensores de velocidade e de posição para fornecer os dados necessários para o sistema de controle. Solidworks Computer Aided Design (CAD) software é usado para desenvolver o modelo do exoesqueleto, que é salvo em formato extensible markup language (XML) para depois ser importado em Simmechanics, permitindo a integração de modelos de corpos físicos com componentes de Simulink. A cinemática inversa do exoesqueleto é desenvolvido e projetado em Very high speed integrated circuit Hardware Description Language (VHDL) usando aritmética em ponto flutuante para ser executado a partir de um dispositivo Field Programmable Gate Array (FPGA). Quatro representações diferentes do projeto de hardware do modelo cinematico do exoesqueleto foram desenvolvidos fazendo análise de erro com Mean Square Error (MSE) e Average Relative Error (ARE). Análise de trade-off de desempenho e área em FPGA é feito. A estratégia de controle Proportional-Integrative-Derivative (PID) é escolhido para desenvolver o sistema de controle do exoesqueleto por ser relativamente simples e eficiente para desenvolver e por ser amplamente usado em muitas áreas de aplicação. Duas estratégias de sistemas de controle combinado de posiçaõ e velocidade são desenvolvidos e comparados um com o outro. Cada sistema de controle consiste em dois controladores de velocidade e dois de posição. Os parâmetros PID são calculados usando os métodos de sintonização Ziegler-Nichols e Particle Swarm Optimization (PSO). PSO é um método de sintonização relativamente simples porém eficiente que é aplicado em muitos problemas de otimização. PSO é baseado no comportamento supostamente inteligente de cardumes de peixes e bandos de aves em procura de alimento. O algoritmo, junto com o método Ziegler-Nichols, é usado para achar parâmetros PID apropriados para os blocos de controle nas duas estratégias te controle desenvolvidos. A resposta do sistema de controle é avaliada, analisando a resposta a um step input. Simulação da marcha humana é também feito nos dois modelos de sistema de controle do exoesqueleto fornecendo dados de marcha humana ao modelo e analisando visualmente os movimentos do exoesqueleto em Simulink. Os dados para simulação da marcha humana são extraídos de uma base de dados existente e adaptados para fazer simulações nos modelos de sistema de controle do exoesqueleto. | - |
| Descrição: dc.description | In this research a model of an exoskeleton of the right lower limb for user mobility enhancement and its control system are designed. The exoskeleton design consists of three major parts: a hip, an upper leg and a lower leg part, connected to one another with revolute joints. The joints will each be actuated by Brushless DC (BLDC) Motors equipped with gearboxes to increase torque. The motors are also equipped with velocity and position sensors which provide the necessary data for the designed control systems. Solidworks Computer Aided Design (CAD) software is used to develop a model of the exoskeleton which is then exported in extensible markup language (XML) format to be imported in Simmechanics, enabling the integration of physical body components with Simulink components. The inverse kinematics of the exoskeleton model is calculated and designed in Very high speed integrated circuit Hardware Description Language (VHDL) using floating-point numbers, to be executed from a Field Programmable Gate Array (FPGA) Device. Four different bit width representations of the hardware design of the kinematics model of the exoskeleton are developed, performing error analysis with the Mean Square Error (MSE) and the Average Relative Error (ARE) approaches. Trade-off analysis is then performed against performance and area on FPGA. The Proportional-Integrative-Derivative (PID) control strategy is chosen to develop the control system for the exoskeleton for its relatively simple design and proven efficient implementation in a very broad range of real life application areas. Two control system strategies are developed and compared to one another. Each control system design is comprised of two velocity- and two position controllers. PID parameters are calculated using the Ziegler-Nichols method and Particle Swarm Optimization (PSO). PSO is a relatively simple yet powerful optimization method that is applied in many optimization problem areas. It is based on the seemingly intelligent behaviour of fish schools and bird flocks in search of food. The algorithm, alongside the Ziegler-Nichols method, is used to find suitable PID parameters for control system blocks in the two designs. The system response of the control systems is evaluated analyzing step response. Human gait simulation is also performed on the developed exoskeleton control systems by observing the exoskeleton model movements in Simulink. The gait simulation data is extracted from a human gait database and adapted to be fed as input to the exoskeleton control system models. | - |
| Descrição: dc.description | Faculdade de Tecnologia (FT) | - |
| Descrição: dc.description | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sistema de controle | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sensores | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Exoesqueleto | - |
| Título: dc.title | Control system design for exoskeleton of the right lower limb | - |
| Título: dc.title | Projeto do sistema de controle de um exoesqueleto do membro inferior direito | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
Não existem arquivos associados a este item.
O Portal eduCAPES é oferecido ao usuário, condicionado à aceitação dos termos, condições e avisos contidos aqui e sem modificações. A CAPES poderá modificar o conteúdo ou formato deste site ou acabar com a sua operação ou suas ferramentas a seu critério único e sem aviso prévio. Ao acessar este portal, você, usuário pessoa física ou jurídica, se declara compreender e aceitar as condições aqui estabelecidas, da seguinte forma:
- O Termo de Uso pode ser modificado pela CAPES a qualquer tempo, sem necessidade de notificação prévia, sendo que tais modificações serão válidas a partir da data de sua veiculação neste portal;
- Para aprovação de cadastro do usuário ao sistema, a CAPES pode requisitar o fornecimento de informações, haja vista a política de segurança adotada, objetivando resguardar a segurança dos usuários nesse ambiente virtual;
- O usuário aceita e declara compreender que, em razão do peculiar ambiente da Internet, a CAPES não poderá garantir que o acesso ao site seja livre de erros ou problemas decorrentes de casos fortuitos, internos ou externos, casos de força maior ou ainda de outros casos não inteiramente sujeitos a controle direto dos administradores do site e, portanto o usuário se obriga a isentar a CAPES de quaisquer reclamações ou indenizações. A CAPES também não se responsabiliza por interrupções, interceptações, invasões, disseminação de vírus ou outros atos ilícitos, típicos e atípicos de ambiente virtual, e de web, dos quais a CAPES não tenha tido intenção deliberada de participar ou praticar;
- O usuário aceita e declara compreender que qualquer texto, marca, áudio, imagem, ou conteúdo veiculados no site são protegidos por direitos de propriedade intelectual o qual deve ser respeitado de acordo com a licença concedida pelo respectivo detentor dos referidos direitos, sob pena de apuração das responsabilidades cabíveis;
-
Desta forma a CAPES se exime de toda e qualquer responsabilidade por eventuais perdas, danos e prejuízos de qualquer natureza decorrentes:
- Do descumprimento da lei, da moral e dos bons costumes, como consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da infração aos direitos de propriedade intelectual e industrial, segredos empresariais, compromissos contratuais de qualquer tipo, direitos à honra, à intimidade pessoal e familiar, à imagem das pessoas, direitos de propriedade e de toda e qualquer natureza pertencentes a um terceiro por consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da falta de veracidade, precisão, exatidão, pertinência e/ou atualidade dos conteúdos;
- Da inadequação para qual seja o propósito, ou da frustração, das expectativas geradas pelos conteúdos;
- Exceto quando mencionado explicitamente, ou quando se tratar de citação de material alheio ou ilustração, nos limites estabelecidos pela Lei 9.610/98, todo o Conteúdo textual original do Portal eduCAPES está disponível livremente para leitura, entre outros direitos, conforme definido na licença Creative Commons;
- A CAPES não se responsabiliza pelos comentários, opiniões, informações, depoimentos, mensagens, vídeos, textos, imagens, áudios ou qualquer outro tipo de conteúdo que sejam, postados, publicados e disponibilizados através do Portal eduCAPES pelos usuários, sendo a responsabilidade civil e criminal atribuída única e exclusivamente ao autor dos comentários, opiniões, informações, ou mensagens. Todo o conteúdo publicado por usuários são de responsabilidade exclusiva dos mesmos e de caráter completamente independente, sendo que todo e qualquer tipo de opinião, ideal e/ou posição expressados não refletem necessariamente o ponto de vista e a posição do Portal eduCAPES e/ou da CAPES. A CAPES se reserva o direito de armazenar as informações destes autores e/ou Usuários, a fim de viabilizar sua identificação;
- O usuário aceita e declara compreender que a CAPES poderá disponibilizar no Portal eduCAPES, links de acesso para outros sites e endereços virtuais administrados, controlados ou operados por terceiros. Qualquer site conectado a partir do eduCAPES não está sob o controle da CAPES;
- A CAPES não assume nenhuma responsabilidade ou obrigação por qualquer informação, comunicação ou material encontrado em tais sites, ou em qualquer site conectado a tais sites. A CAPES não assume qualquer responsabilidade pelos serviços ou funcionalidades ali dispostos, sendo a decisão de utilização e a forma de relacionamento com os mesmos de exclusiva responsabilidade do usuário, que inclusive isenta a CAPES de fiscalizar o conteúdo ou zelar pela integridade de tais sites ou endereços virtuais.
- O usuário aceita e declara compreender que o acesso a determinadas áreas do site será restrito. Para acessá-las, o usuário deverá fazer o login e cadastrar uma senha de acesso. A senha é individual, sigilosa e intransferível, sendo o usuário o único responsável pela guarda da mesma. O usuário assume toda e qualquer responsabilidade pelo mau uso ou pela utilização da senha por terceiros;
- A CAPES reserva o direito de excluir o cadastro, de excluir o material submetido ou proibir o acesso do usuário ao portal eduCAPES no caso de qualquer abuso ou indício de prática ilícita no uso do site ou de qualquer uso não autorizado ou proibido pelo usuário, nos termos da legislação brasileira;
- As condições estabelecidas no Termo de Aceite e Uso do Site são regidas pela lei brasileira. Sob nenhuma circunstância o usuário deverá violar qualquer lei usando o portal eduCAPES para propósitos que incluam, mas não limitados a isso, difamação ou perturbação de outros, violação de direitos de propriedade intelectual ou de terceiros, envio de material obsceno ou ofensivo, vírus, arquivos corrompidos, ou outros programas que poderiam danificar ou alterar este site ou os computadores de empresa ou de terceiros;
- A CAPES reserva o direito de retirar qualquer conteúdo que infrinja a lei, a moral e os bons costumes nos termos da legislação vigente e também na hipótese de o conteúdo não se coadunar com as finalidades educativas do Portal. A CAPES garante o direito de defesa e contraditório dos usuários. O usuário reconhece que o material enviado por terceiros, que não a CAPES, não é endossado pela mesma.
Concordo e desejo baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo