Um sistema de controle reativo para locomoção de robôs quadrúpedes

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013.A locomoção ágil de robôs com pernas em terrenos irregulares necessita que todas as tarefas - desde a geração/planejamento de trajetórias ao controle do movimento - interajam de maneira harmoniosa. As diferentes tarefas, por exemplo, a geração de trajetórias e as ações de controle, em geral, não podem gerar conflitos com relação ao movimento desejado. Nesta tese, propõe-se uma estrutura de controle reativa para locomoção de robôs quadrúpedes em terrenos irregulares. O objetivo de tal estrutura è fazer frente à problemas relacionados à locomoção em superfícies irregulares, ao erro de rastreamento de trajetória e a imprecisão da estimação de estados. A estrutura compreende a dois módulos principais: um relacionado a geração do movimento, e outro relacionado ao controle do movimento do robô. Para a geração do movimento propõe-se uma abordagem baseada em Geradores de Padrões Centrais, que geram referências no espaço da tarefa e podem ser modulados de acordo com a superfície do terreno. Para o controle do movimento propõe-se uma estratégia de controle baseado em projeção de espaço nulo e uma estratégia de controle para rejeição de distúrbios baseada no conceito de pontos de captura. As principais contribuições teóricas foram validadas em simulação e implementadas em um robô real. Ao final do documento, tais resultados são apresentados para demonstrar a efetividade da estrutura proposta.