Control Desacoplado de Plataforma Neumática de 3-GDL utilizada como Simulador de Movimiento

Autores/as

  • Eduardo Izaguirre Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
  • Luis Hernández Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
  • Ernesto Rubio Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
  • Pablo J. Prieto Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
  • Arian Hernández Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.riai.2011.09.003

Palabras clave:

Control desacoplado, Cinemática inversa, Simulador de movimiento, Robot paralelo

Resumen

En el presente artículo se realiza el análisis cinemático y esquema de control articular desacoplado para un robot paralelo de tres grados de libertad, accionado por actuadores neumáticos, que se emplea como simulador de movimiento. Luego de efectuar una breve descripción del robot, se obtiene el sistema de ecuaciones que describe el comportamiento cinemático inverso del mismo, empleándose la formulación vectorial. Las relaciones cinemáticas analíticas son debidamente validadas mediante simulación conjunta entre el Matlab y el paquete de software Adams. Se propone un esquema de control desacoplado para cada articulación, donde mediante la cinemática inversa se calculan los valores deseados de las variables articulares. Los lazos de control se implementan en un robot paralelo de tres grados de libertad en una aplicación de control de posición. Finalmente se muestran los resultados experimentales obtenidos que demuestran la efectividad del esquema de control cinemático articular en términos de desempeño del sistema.

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Biografía del autor/a

Eduardo Izaguirre, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Grupo de Investigaciones de Automática, Robótica y Percepción -GARP-. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales, Facultad de Ingeniería Eléctrica

Luis Hernández, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Grupo de Investigaciones de Automática, Robótica y Percepción -GARP-. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales, Facultad de Ingeniería Eléctrica

Ernesto Rubio, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Grupo de Investigaciones de Automática, Robótica y Percepción -GARP-. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales, Facultad de Ingeniería Eléctrica

Pablo J. Prieto, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Grupo de Investigaciones de Automática, Robótica y Percepción -GARP-. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales, Facultad de Ingeniería Eléctrica

Arian Hernández, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Grupo de Investigaciones de Automática, Robótica y Percepción -GARP-. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales, Facultad de Ingeniería Eléctrica

Citas

Alvarez, C., Saltaren, R., Aracil, R., Garcia, C., 2009. Concepción, desarrollo y avances en el control de navegación de robots submarinos paralelos: El robot remo-1. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 6, 92–100.

Aracil, R., Saltaren, R., Sabater, J., Reinoso, J., 2006. Robots paralelos: Máquinas con un pasado para una robótica del futuro. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 3, 16–28.

Brecher, C., Ostermann, T., Friedrich, D., 2008. Control concept for pkm considering the mechanical coupling between actors. International Journal of Machine Tools and Manufacture 48, 427–436.

Chalbat, D., Staicu, S., 2009. Kinematics of a 3-prp planar parallel robot. U.P.B. Sci. Bull., Series D 71, 3–15.

Chen, C., Hwang, J., 2004. Iterative learning control for position tracking of pneumatic actuated x-y table. In: IEEE International Conference on Control Applications. Taipei, China.

Cherfia, A., Zaatri, A., Giordano, M., 2007. Kinematics analysis of a parallel robot with a passive segment. Engineering Journal of Chile 15, 141–148.

Company, O., Marquet, F., Pierrot, F., 2003. A new high speed 4-dof parallel robot. synthesis and modeling issues. IEEE Transaction on Robotics and Automation 19, 411–420.

Dorf, R., Bishop, R., 2008. Modern Control Systems, 11th Edition. Prentice Hall.

Emilie, S., Pascal, D., Gosselin, C., 2004. Kinematic and dynamic analysis of a new rotational motion simulator. In: Robotics and Manufacturing Systems. Montreal, Canada.

Gallardo-Alvarado, J., Rico-Martinez, J., Orozco-Mendoza, H., 2004. An algorithm to solve forward kinematics gough stewart 6-3 platforms. Computation and Systems 8, 132–149.

García-Sanz, M., Casado, M., 2005. Herramientas para el estudio de robots de cinemática: Simulador y prototipo experimental. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 2, 73–81.

Gupta, A., O’Malley, M., Patoglu, V., Burgar, C., 2008. Design, control and performance of ricewrist: A force feedback wrist exoskeleton for rehabilitation and training. The International Journal of Robotics Research 27, 233–251.

Hahn, H., 2005. Mathematical modeling, control, computer simulation and laboratory experiments of a spatial servopneumatic parallel robot. Nonlinear Dynamics 40, 387–417.

Izaguirre, E., Mellado, M., Hernandez, L., Valera, A., Guerra, J., 2009. Model- ´ ing and simulation of parallel robot of 3 dof with virtual robot simulator. In: 13th International Convention and Fair, SIA-2009. International Convention Center, Havana, Cuba.

Karpenko, M., Sepehri, N., 2006. Development and experimental evaluation of a fixed-gain nonlinear control for a low-cost pneumatic actuator. IEEE Proceedings - Control Theory and Applications 143, 629–640.

Krejnin, G., Krivts, I., 2006. Pneumatic Actuating Systems for Automatic Equipment, 2nd Edition. CRC Press Taylor and Francis Group.

Lu, Y., Hu, B., Li, S., Tian, X., 2008. Kinematics/statics analysis of a novel 2sps+prrpr parallel manipulator. Mechanism and Machine Theory 43, 1099– 1111.

Mellado, M., Correcher, C., Catret, J., Puig, D., 2003. Virtualrobot: An open general-purpose simulation tool for robotics. In: International Conference on Modelling and Simulation, ESM-03. Napoles, Italy, pp. 155–162.

Merlet, J., 2004. Solving the forward kinematics of a gough-type parallel manipulator with interval analysis. International Journal of Robotics Research 23, 221–236.

Merlet, J., 2006. Parallel Robots, 2nd Edition. Springer, France.

Pearce, M., 2005. Is there an alternative to fluid power. IEEE Journal of Computing and Control Engineering 16, 8–11.

Rolland, L., 2005. Certified solving of the forward kinematics problem with an exact algebraic method for the general parallel manipulator. Advanced Robotics 19, 995–1025.

Rolland, L., 2007. Synthesis of the forward kinematics problem algebraic modeling for the general parallel manipulator displacement-based equations. Advanced Robotics 21, 1071–1092.

Rubio, E., Hernandez, L., Aracil, R., Saltaren, R., Guerra, J., 2009. Implementation of decoupled model-based controller in a 2-dof pneumatic platform used in low-cost driving simulators. In: Electronics, Robotics and Automotive Mechanics Conference -Cerma 2009-. Morelos, México.

Rubio, E., Hernandez, L., Aracil, R., Saltarén, R., 2007. Modelado, identificación y control de actuadores lineales electro-neumáticos. aplicación en plataforma de dos grados de libertad. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 4, 58–69.

Vivas, A., Poignet, P., 2006. Control predictivo de un robot paralelo. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 3, 46–53.

Xu, Q., Li, Y., 2006. Kinematic analysis and optimization of a new compliant parallel micromanipulator. International Journal of Advanced Robotic Systems 3, 351–358.

Yasuda, T., Nenchev, D., Aida, K., Tamura, E., 2000. Experiments with a parallel robot with singularity-perturbed design. In: 26th Annual Conference of the IEEE, Industrial Electronics Society, IECON 2000. Nagoya, Japan, pp. 217–222.

Zhao, X., Huang, T., Hu, S., 2005. Conceptual design and dimensional synthesis for a 3-dof module of the trivariant a novel 5-dof reconfigurable hybrid robot. IEEE Transactions on Robotics 21, 449–456.

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Cómo citar

Izaguirre, E., Hernández, L., Rubio, E., Prieto, P. J. y Hernández, A. (2011) «Control Desacoplado de Plataforma Neumática de 3-GDL utilizada como Simulador de Movimiento», Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial, 8(4), pp. 345–356. doi: 10.1016/j.riai.2011.09.003.

Número

Sección

Artículos