Facultad de
Ingenieria Resumen
El propósito de esta investigación es el diseño de la trayectoria lineal de varios controladores de seguimiento del robot PA-10 Mitsubishi y comparar el rendimiento de cada estrategia y los criterios de error utilizando esfuerzo de control. Para lograr ese objetivo, es necesario inicialmente calcular y validar el modelo de cinemática inversa y los modelos de dinámica inversa del PA-10. Este robot es de 7 grados de libertad, la arquitectura es abierta y es fabricado por Mitsubishi Heavy Industries. La arquitectura abierta del robot (hardware y software), establece la posibilidad de controlar y modificar cualquier aspecto del comportamiento del robot, así como incluir información de los sensores nuevos en el bucle de control y aplicar diferentes estrategias de control y evaluar su rendimiento. Para 7 manipuladores como eje de la AP-10 un gran número de posibles ángulos de la articulación existen para cualquier posición de la punta dada y la orientación. Manipuladores con estas características son conocidas como “redundante manipuladores eje”. Al controlar el eje redundante, maniobras de evitación de colisiones múltiples son posibles. Cuatro capas componen este sistema robótico en general: el brazo del robot, el controlador de servo, la tarjeta de control de movimiento, y el equipo de control superior. En el PA-10 Mitsubishi siete articulaciones son accionadas por las unidades de armónicos. Unidades de armónicos se componen de tres componentes: el generador de onda, la flexspline y la spline circular. En este proyecto los modelos de dinámica y cinemática serán obtenidos y validados y el uso de estos modelos, la trayectoria de varias técnicas de control no lineal, como linealización de votos, backstepping, control por modo deslizante y el control de adaptación, será de diseño de este robot. En cada actuación la estrategia de control se evaluarán por medio de error y los criterios de esfuerzo de control. Palabras clave Modelamiento de sistemas dinámicos, modelos de Volterra. Pregunta de investigación ¿Cómo el estudio de comparación de diversas técnicas no lineales de control y la evaluación de su desempeño utilizando criterios de error y esfuerzo de control puede llevar a la implementación de técnicas complejas de control de trayectorias de robots manipuladores?
2. Obtener y validar el modelo dinámico inverso del robot redundante Mitsubishi PA-10 ubicado en el CAP. 3. Evaluar el desempeño de diversas técnicas dinámicas de control no lineal utilizando criterios de error y esfuerzo de control. 4. Generar publicaciones nacionales e internacionales de alto contenido científico y tecnológico. 5. Formar recurso humano a nivel de postgrado.
Objetivo general
Resultados esperados
En este proyecto se diseñarán y simularán varias técnicas de control no lineal (Feedback Linearization, Backstepping, Sliding Mode Control) con el fin de controlar trayectorias en un robot redundante de siete grados de libertad. Se evaluara el desempeño de cada una de estas técnicas utilizando criterios de error de posición y criterios de la energía total de control empleada.
Este proyecto de investigación determinará cuál de las tres técnicas de control no lineal (Feedback linearization, Backstepping, Sliding mode control) podría ser la más apropiada para controlar un robot redundante del tipo PA,10. Los resultados de este proyecto se presentaran en una conferencia internacional (preferiblemente la American Control Conference) y posteriormente se publicaran en un journal.
Objetivos específicos 1. Obtener y validar el modelo cinematico inverso del robot redundante Mitsubishi PA-10 ubicado en el CAP. 133