Desenvolvimento de sistema de controlo de um simulador para articulação temporomandibular

Abstract

presente dissertação descreve o desenvolvimento de um sistema de controlo para um simulador da articulação temporomandibular existente no Laborat ório de Biomecânica de Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro. Este simulador é constituído por dez músculos pneumáticos fabricados pela FESTO que permitem recriar as dez ações musculares consideradas mais importantes para o correto funcionamento desta articulação, possibilitando assim, a realização de ensaios experimentais nas estruturas ósseas que a compõem. O sistema de controlo é composto por um controlador em tempo real - CompactRIO® - que foi programado recorrendo às plataformas de software, LabVIEW e MATLAB. Nestas plataformas foram criadas diversas aplicações que permitem o controlo e monitorização do ensaios realizados pelo simulador. As aplicações desenvolvida recorrendo ao MATLAB, são as responsáveis pela correta con- guração dos ensaio a realizar ao passo que, as aplicações desenvolvidas em LabVIEW, são responsáveis pela operação e monitorização do simulador. É também, nestas aplicações, onde são implementados os controladores de força para os diversos músculos. Para o controlo dos músculos pneumáticos foram implementados controladores do tipo PID. A plataforma de monitorização e controlo foi validada através de dois ensaios experimentais.

The present dissertation describes the development of a control system for a temporomandibular joint simulator that exists at the Biomechanics Laboratory of the Mechanical Engineering Department of the University of Aveiro. This simulator is constituted by ten pneumatic muscles from FESTO which recriate the ten more important muscular actions for the correct recriation of the temporomandibular joint. These simulations enable a good performance of experimental tests in the bone structures that make it up. The control system is composed by a real-time controller - CompactRIO® - which was programmed using the software platforms LabVIEW and MATLAB. These platforms allow the creation of several applications that control and monitor the tests performed by the simulator. The applications developed using MATLAB are responsible for the correct con guration of the test that is performed, while the applications developed in LabVIEW are responsible for the operation and monitoring of the simulator. It is also in these applications that the force controllers are implemented for the various muscles. PID controllers were implemented to control the pneumatic muscles. The monitoring and control platform were validated through two experimental tests.