Assorbimento adattativo delle vibrazioni mediante Internal Model Control

Questa tesi si concentra sullo sviluppo e sulla validazione di una strategia di controllo per la soppressione adattativa delle vibrazioni in un sistema robotico a due gradi di libertà sotto-attuato, caratterizzato dalla presenza di un giunto passivo elastico. La ricerca nasce da una collaborazione tra il DTG (Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali, UniPd) e il Prof. José M. Aràujo (Universidade Federal da Bahia, Brasile). L’obiettivo principale è garantire la stabilità e la precisione di un braccio robotico soggetto a disturbi armonici esterni, con ampiezza e frequenza variabili nel tempo, durante operazioni statiche e dinamiche (come il pick & place). Per affrontare queste sfide, viene proposta un’architettura di controllo che integra più tecniche avanzate: un controllore di tipo Internal Model Control (IMC) per la regolazione robusta del sistema basato su un filtro notch adattivo pilotato da uno stimatore online della frequenza del disturbo, e una strategia di state-feedback per ottimizzare la risposta del sistema tramite assegnazione dei poli. Inoltre, è stata preliminarmente effettuata l’identificazione sperimentale della risposta in frequenza (FRF) per ottenere un modello utile al controllo senza richiedere una conoscenza completa delle equazioni dinamiche del sistema. L’analisi si estende anche alla pianificazione e all’inseguimento di traiettorie in presenza di disturbi, attraverso la risoluzione della dinamica inversa e il calcolo di una coppia di controllo in feedforward. I risultati, ottenuti tramite simulazioni e test su un banco prova fisico, confermano l’efficacia del metodo proposto nel migliorare la stabilità e ridurre le vibrazioni, anche in presenza di incertezze e non idealità del sistema reale. Qualora il sistema sperimentale presentasse un comportamento diverso da quello simulato, vengono riportate spiegazioni e possibili miglioramenti.