Pianificazione ottima del moto in sistemi sottoattuati: metodi model-based e data-driven

This thesis aims to study and apply techniques for optimal motion planning in underactuated systems. The study proposes both innovative model-based and data-driven methods. The work will be conducted considering the handling of swinging suspended loads of varying complexity as a case of study, also proposing experimental validation. In particular, the experimental system consists of a translating platform connected to a double pendulum. In turn, the double pendulum is composed by a rigid body attached to a lumped mass. The goal of the motion planning is to ensure optimal tracking of the desired trajectory for the rigid body tip. With these specifications, the dynamic system under consideration is non-minimum phase, therefore characterized by unstable internal dynamics that do not allow for an exact inversion of the model.

La presente tesi ha come obiettivo lo studio e l’applicazione di tecniche per la pianificazione ottima del moto in sistemi sottoattuati. Lo studio propone sia innovativi metodi model-based che data-driven. Il lavoro sarà condotto considerando come caso studio la movimentazione di carichi sospesi oscillanti aventi diversa complessità, proponendo anche la validazione sperimentale. In particolare, il sistema sperimentale è composto da una piattaforma traslante alla quale è collegato un doppio pendolo composto da una massa concentrata alla quale è collegato un corpo rigido. L’obiettivo della pianificazione del moto sarà garantire l’inseguimento ottimale della traiettoria desiderata per l’estremità del corpo rigido. Con queste specifiche, il sistema dinamico in esame è a fase non minima, quindi caratterizzato da una dinamica interna instabile che non consente un’esatta inversione del modello.