TAZ-PFC-2013-544


Aplicación de técnicas de control subactuado a un robot de accionamiento directo

Sampedro García, Raúl
Vivas Venegas, Carlos (dir.)

Martínez Montiel, José María (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Ingeniería de Sistemas y Automática area

Ingeniero Industrial

Abstract: Este proyecto se ha realizado sobre una plataforma experimental, creada en la Escuela Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, la cual consta de un brazo robóticoarticulado de accionamiento directo con tres grados de libertad. De los tres grados de libertad nombrados tan solo dos de ellos disponían de acción de control. Esta característica pone de maniesto que nos encontramos ante un sistema subactuado, es decir, aquél que dispone de menos acciones de control que grados de libertad. El grado de subactuación se determina hallando la diferencia entre los grados de libertad y las acciones de control, por tanto este sistema tiene un grado de subactuación de uno. El trabajo ha desarrollado los siguientes elementos siguiendo varias etapas: 1. Tanto como para el sistema completo de tres grados de libertad como para un sistema simplificado de dos grados de libertad, se realizó el modelo matemático. El modelo simplificado también contaba con un grado de subactuación igual a uno al bloquearse la primera articulación, la cual disponía de acción de control. 2. Se ha utilizado el modelo simplificado para realizar ensayos experimentales con el fin de identificar y validar el conjunto de parámetros físicos constantes que definen al robot, así como la fricción. Este sistema simplficado con dos grados de libertad y una sola acción de control se conoce como "Pendubot". 3. Una vez este modelo ha quedado completamente determinado, se ha utilizado el mismo para el desarrollo de las técnicas de control subactuado. En nuestro caso, se haelegido un control en dos fases diferenciadas. La primera se denomina Swing Up, (control necesario para llevar las articulaciones del robot a la posición vertical superior inestable), y balancing control (control en las proximidades de la posición vertical superior inestable). Se profundiza con más énfasis en la primera parte. 4. Se ha construído un modelo utilizando Simulink y se ha utilizado el entorno XPCTarget de Matlab como interface robot-ordenador. Se han ejecutado numerosas simulaciones buscando el ajuste óptimo del controlador mediante ensayo-error para conseguir estabilizar el sistema en su posición superior de equilibrio inestable. 5. Por último, se han transferido todos los resultados de simulación a la plataforma experimental con el fin de comprobar las similitudes del modelo y la simulación con el robot real con el que contábamos en el laboratorio. En la comparativa, se pone de manifiesto que el comportamiento real del robot esconde ciertos aspectos desconocidos. Se ha comprobado una significativa variabilidad en los resultados de laboratorio frente a la repetición constante de experimentos con idénticos parámetros de entrada. Con el objetivo de explicar este fenómeno se proponen varias explicaciones que precisarán de un estudio complementario para una completa compresión de los mismos.


Free keyword(s): pendubot ; control subactuado ; fricción de lugre ; robot de accionamiento directo ; swing up
Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera
Notas: Realizado en la Escuela Superior de Ingenieria de Sevilla

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