Nonlinear control of multiple mobile manipulator robots transporting a rigid object in coordination

Résumé

Cette thèse de doctorat propose et valide expérimentalement des stratégies de commande nonlinéaire pour un groupe de robots manipulateurs mobiles transportant un objet rigide en coordination, assurant le suivi de trajectoires dans l’espace cartésien en présence de paramètres d’incertitude et de perturbations indésirables. L’objectif de la création des robots, au début des années soixante, était de décharger l’homme de certains travaux fastidieux tels que : la manutention, et les tâches répétitives qui sont souvent fatigantes ou même parfois infaisables manuellement. Suite à cette situation, plusieurs sortes de manipulateurs ont été créées. Naturellement, le besoin de robots ayant à la fois des capacités de locomotion et de manipulation a conduit à la réalisation de manipulateurs mobiles. Des exemples courants de manipulateurs mobiles, plus ou moins automatisés, sont les grues montées sur camions, les bras de satellites, les sous-marins d’exploration des fonds marins ou encore les véhicules d’exploration extra planétaires. Certaines opérations nécessitant la manipulation d’un objet lourd sont difficilement réalisables par un manipulateur mobile unique. Ces opérations nécessitent de faire la coordination de plusieurs manipulateurs mobiles pour manipuler ou transporter un objet lourd en commun. Par conséquent, cela rend le système robotique plus complexe, car la complexité de conception de tel contrôleur augmente considérablement. Le problème de la commande du système mécanique formant un mécanisme de chaîne cinématique fermé réside dans le fait qu’il impose un ensemble de contraintes cinématiques sur la coordination de la position et de la vitesse du manipulateur mobile. Par conséquent, il y aura une réduction des degrés de liberté pour l’ensemble du système. En outre, les forces internes de l’objet produit par tous les manipulateurs mobiles devraient être contrôlées. Dans ce travail, le sujet abordé concerne la commande non linéaire d’un groupe de manipulateurs mobiles transportant un objet en coordination. Ce travail de thèse a porté sur le développement d’une technique de contrôle cohérente pour un groupe de robots manipulateurs mobiles exécutant une tâche de transport en coordination. Différents contrôleurs non linéaires ont été simulés et appliqués expérimentalement à un groupe de manipulateurs mobiles transportant un objet rigide en coordination. Pour atteindre tous les objectifs de cette thèse, en première étape, une plate-forme expérimentale a été développée et montée dans le laboratoire du GREPCIETS pour mettre en oeuvre et valider les différentes lois de contrôle développées. Ensuite, différentes commandes adaptatives de la position et de la force interne ont été appliquées, ces lois de commande assurent que la trajectoire désirée puisse être suivie de manière optimale en présence des paramètres incertitudes et des perturbations externes.

Date	17 mai 2018
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Maarouf Saad (Directeur(-trice)) & Guy Gauthier (Codirecteur(-trice))