Análisis dinámico y control de un manipulador de 5 grados de libertad (SCORBOT ER V PLUS)

Abstract

El trabajo presentado a continuación es el resultado del estudio de la dinámica no lineal y de algunos sistemas de control para un manipulador de cinco grados de libertad, como el SCORBOT ER V PLUS. Dicha dinámica está representada por un sistema de diez (10) ecuaciones diferenciales de primer orden no lineales, se obtiene de la representación compacta de la dinámica del manipulador, y está construida con base en la formulación de Newton-Euler. El análisis de la dinámica se enfocó en las áreas de estabilidad de los puntos de equilibrio, respuesta ante perturbaciones y diagramas de bifurcaciones en la presencia de saturación en los actuadores. En la parte de control se usaron los sistemas de control no lineal: control mediante linealización por realimentación y control adaptativo. En el primer caso, se realizaron las tareas de Regulación y Rastreo, analizando primero la condición en la que no se incluye el efecto de la saturación de los actuadores y, posteriormente el caso en el que se tiene en cuenta dicho fenómeno. Para el Control Adaptativo se desarrolló la tarea de Rastreo con base en una ley de control que aprovecha la dependencia lineal del modelo dinámico con relación a los parámetros inerciales de la carga, adaptándose a los cambios de la misma. Para este controlador se analiza también la condición en la que no se incluye el efecto de la saturación de los actuadores y el caso en el que se tiene en cuenta dicho fenómeno.