proyecto

CAPÍTULO 4

Herramientas de MatLab

Una vez que se ha estudiado y se conocen tanto las características del robot, como la
teoría de los sistemas de control así como la teoría de la lógica difusa, es momento de
analizar y estudiar las herramientas que MatLab ofrece para realizar la simulación del
Robot UDLAP y del controlador difuso.

Primero se estudiará SimMechanics, el cual será elambiente de simulación del
Robot UDLAP. Posteriormente se realizará el estudio de Fuzzy Logic Toolbox,
herramienta que permitirá programar y simular el controlador difuso del robot.

4.1 SimMechanics

Es una herramienta que se utiliza para modelar y simular sistemas mecánicos de
forma muy fácil y eficiente en el ambiente de Simulink, además de poder realizar el estudio
y análisis de sistemassin la necesidad de escribir complejas ecuaciones y modelos
matemáticos. El estudio de los sistemas mecánicos puede ser realizado desde la interfaz
gráfica de Simulink. SimMechanics permite trabajar con diagramas de bloques para simular

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el movimiento de sistemas mecánicos y medir el movimiento generado por la actuación
mecánica.

SimMechanics ofrece una amplia biblioteca deherramientas que nos permiten
especificar las propiedades de un cuerpo, como su masa, su posible movimiento, sistemas
de coordenadas, entre otras.

La representación de los sistemas mecánicos se hace mediante diagramas de
bloques, como cualquier otro modelo de Simulink. Los bloques de SimMechanics se unen
de manera normal a los bloques de Simulink mediante los bloques de sensores y
actuadores. Conlas herramientas de visualización de SimMechanics se pueden animar y
desplegar de manera muy sencilla interpretaciones en tercera dimensión de sistemas
mecánicos.

4.2 Modelado de Sistemas Mecánicos en SimMechanics

Para modelar y simular un sistema mecánico, primero, es necesario especificar las
propiedades de los cuerpos como la masa, la inercia, los grados de libertad y los ejes decoordenadas sobre los cuales actuarán los cuerpos. Posteriormente se colocarán sensores
que medirán las fuerzas y movimientos de los cuerpos, así como actuadores y elementos de
fuerza que generarán el movimiento del sistema. Una vez que los componentes básicos del
modelo del sistema están listos, se realizará la simulación en donde Simulink realizará la
tarea de encontrar los movimientos delmodelo del sistema mecánico. Por ultimo, visualizar
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el sistema mecánico y la animación de la simulación, es posible gracias a la ventana de
visualización de SimMecanics [3].

4.3 Librerías de SimMechanics

El modelado de sistemas mecánicos se realiza por medio de los bloques que se
encuentran en las diferentes bibliotecas en las que está organizado SimMechanics, las
cuales pueden ser unpoco complejas pero a su vez están relacionadas entre sí. Cada una de
las bibliotecas proporciona los elementos que se necesitan para modelar un sistema
mecánico y simularlo para conocer su comportamiento en un ambiente ideal.

SimMechanics cuenta con la biblioteca denominada Bodies o cuerpos, en donde se
encuentran los elementos más importantes para modelar un sistema. La biblioteca Jointscontiene distintos tipos de articulaciones las cuales unirán los cuerpos del sistema y
determinan los grados de libertad con los que contará el sistema. La biblioteca Sensors &
Actuators contiene los bloques que unen y permiten la interacción entre bloques de
SimMechanics y Simulink. Las biblioteca Contstraits & Drivers, Force Elements y Utilities
contienen bloques que no serán utilizados pararealizar el modelo del Robot UDLAP. La
figura 4.1 muestra las bibliotecas que conforman a SimMechanics.

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Figura 4.1: Bibliotecas de SimMechanics.

4.3.1 Biblioteca Bodies

En esta biblioteca se encuentran tres elementos los cuales se utilizan para modelar
cualquier sistema mecánico. Los tres bloques contenidos en esta biblioteca son el bloque
Body o cuerpo, el bloque Ground o...