Control de trayectoria de robots manipuladores móviles utilizando retroalimentación linealizante.
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Date
2015
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Abstract
Esta tesis presenta el desarrollo de un controlador de posición para manipuladores móviles que considera la dinámica de la base y el brazo en forma conjunta y no de manera desacoplada como se realiza habitualmente. El controlador desarrollado corresponde a un control linealizante mediante retroalimentación no lineal de estado usando el modelo dinámico del manipulador móvil para anular los términos no lineales de las fuerzas y torques. Esta forma particular de linealización mediante retroalimentación no lineal del estado también es conocida como control por torque precalculado (CTP), y si bien es muy conocida en el ámbito de los robots manipuladores industriales, este trabajo extiende de manera novedosa la aplicación del método al caso de los robots manipuladores móviles. El CTP es validado en simulación como en experimentación, comparando su desempeño con respecto a un controlador por ejes basado en control proporcional-derivativo (PD) optimizado. Ambos controladores son aplicados a un manipulador móvil (MM) cuya base tiene tracción diferencial de giro deslizante y un brazo de tres grados de libertad (gdl.). El modelo considera el movimiento de la base móvil en el plano horizontal con tres gdl., dos de los cuales corresponden a la posición en el plano 2D y el tercero a la orientación (rumbo) de la base móvil, el brazo en cambio se mueve en el espacio 3D.
Además otro aporte yace en el desarrollo del modelo dinámico del MM empleando el método recursivo de Newton-Euler para el cálculo de la dinámica inversa y una adaptación de la convención de Denavit-Hartenberg para incorporar la influencia de la base sobre el brazo y viceversa. Los resultados obtenidos muestran que a pesar de la incertidumbre en los parámetros del modelo, el CTP desarrollado tiene un mejor desempeño en términos del índice ITAE que el control PD optimizado. Esto se debe a que este último, si bien es más sencillo, no toma en cuenta la influencia de las perturbaciones que causan los movimientos de la base sobre el brazo, y viceversa.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015