Estudio comparativo de técnicas de control aplicado a sistemas robóticos de corte de rebaba

Abstract

Este documento describe el proceso llevado a cabo para la realización del análisis comparativo entre las técnicas de control de impedancia y control híbrido (fuerza-posición) en el escenario de corte de rebaba en una silla plástica. Se desarrolló un análisis matemático y geométrico de la cinemática del robot obteniendo las ecuaciones que describen la posición espacial del mismo. Después de tener la descripción espacial del robot es se estudia y analiza matemáticamente las ecuaciones de Euler- Lagrange las cuales describen el modelo dinámico del robot que se quiere controlar con las técnicas de control de impedancia y control híbrido. Para lograr el control se estudian y se parametrizan las leyes que rigen los controladores tales como el cumplimento de la dinámica de interacción entre el robot y el ambiente; el seguimiento de la trayectoria y alcanzar una fuerza deseada. Para generar una adecuada parametrización de los controladores es necesario conocer la dinámica del ambiente la cual está asociada al corte de rebaba en sillas plásticas. Finalmente todos los modelos son simulados e implementados en el ambiente Simulink de MATLAB R y con los resultados de esta obtenidos se encuentran los índices de desempeño que son utilizados para realizar el análisis comparativo de las tácnicas de control.

Abstract. This document describes the process undertaken for the realization of a comparative analysis between the impedance control techniques and hybrid control (force-position) on stage cutting burr on a plastic chair. A geometric and mathematical analysis of the kinematics of the robot was developed to obtain the equations describing the spatial position of robot. After having the spatial description of the robot is studied and mathematically analyzes the Euler-Lagrange equations which describe the dynamic model of the robot to be controlled with the techniques of impedance control and hybrid control. To achieve control are studied and setup the laws governing controller such as compliance with the dynamics of interaction between the robot and the environment; follow the path and reach a desired force. To generate an appropriate parameterization of the controllers is necessary to know the dynamics of the environment which is associated with the cutting burr on plastic chairs. Finally, all the models are simulated and implemented in MATLAB Simulink environment and the results obtained from these performance indices which are used to perform a comparative analysis of control techniques.