Artigo

APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DE SISTEMA

FERREIRA, Wesley Borges1; VIEIRA, Agnelo Denis2;

Resumo

Introdução:O envelhecimento, problemas físicos e possíveis disfunções neurológicas podem afetar seriamente a manutenção da capacidade de equilíbrio. A conservação da postura vertical do corpo humano se assemelha a um pêndulo invertido, procurando mantê-lo orientado contra o campo gravitacional, principalmente quando submetido a perturbações externas. O mecanismo neural para manutenção do equilíbrio pode ser representado através de um controlador do tipo Proporcional- Integrativo-Derivativo (PID). Para realizar o estudo dos mecanismos de manutenção do equilíbrio é necessário realizar perturbações do equilíbrio humano que sejam conhecidas e reprodutíveis.

Objetivo:Este projeto de pesquisa teve como objetivo principal investigar a aplicação de técnicas de identificação de sistemas bem como de otimização de soluções de sistemas de equações não lineares com restrições.

Metodologia:Para obter uma compreensão mais ampla do tema do projeto e consolidar a competência na modelagem de sistemas biomecânicos foi realizada a modelagem de um pêndulo invertido com forma de representar o comportamento do corpo humano frente à perturbações do equilíbrio devidas ao deslocamento da base de apoio. Obtidas as equações fez-se a implementação de código no software MATLAB/Simulink e foram realizadas diversas simulações computacionais do modelo. Em seguida realizou-se a determinação experimental do modelo matemático de uma plataforma móvel utilizada para realizar perturbações de equilíbrio. Para realizar a movimentação da plataforma foi utilizado um Controlador Lógico Programável para geração do sinal de referência. Com base no sinal de referência de velocidade da plataforma e na posição real da plataforma foi implementada rotina no software Matlab para determinação do modelo matemático do sistema.

Resultados:Com a aplicação de perturbações conhecidas a um sistema físico e com procedimento matemático adequado foi possível determinar modelo matemático do sistema físico em análise.

Conclusões:Conforme apresentado nos resultados, o sistema obtido no modelo sem carga foi muito bom, pois apresentou uma precisão de 81,65% e uma FT com 2 polos e um zero sendo assim uma função subamortecida, o qual sem mostra bem perto do adequado e esperado. Em contrapartida, o melhor modelo obtido com carga não foi bom, pois apresentou uma precisão de apenas 4,517% e uma FT com 1 polo somente sendo assim uma função superamortecida, o qual não pode ser aplicado, afinal não representaria uma boa resposta e consequentemente fornecendo um falso resultado.

Palavras-chave:Identificação de sistemas equilíbrio humano. Modelagem biomecânica. Corpo humano.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador