Control De Movimiento De Robots Manipuladores RAFAEL KELLY

Control de Movimiento
de Robots Manipuladores

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CONSULTORES EDITORIALES
Prof. Dr. PEDRO ALBERTOS PÉREZ
Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática
UNNERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA

Prof. Dr. JAVIER ARACIL SANTONJA
Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática
UNIVERSIDAD DE SEVILLA
Prof. Dr. SEBASTIÁN DORMIDO BENCOMO
Catedrático de Ingeniería de Sistemas yAutomática
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

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Control de Movimiento

de Robots Manipuladores


RAFAEL KELLY
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada
México

VíCTOR sANTmÁÑEz
Instituto Tecnológico de La Laguna
México

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PEARSON

Prentice

Hall

Madrid. México. Santafé de Bogotá. Buenos Aires. Caracas. Lima. Montevideo

San Juan. San José.Santiago. Sao Paulo • White Plains


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Datos de catalogación bibliográfica

KELLY, R. Y SANTIBÁÑEz, V.
COIÚl'OI de Movitllürlto de Robots Manipuladores
PEARSON EDUCACIÓN, S. A., Madrid, 2003
ISBN: 84-205-3831-0
INGENIEIÚA GENERAL 62
Formato 170 x 240

Páginas: 344

Todos los derechos reservados.

Queda prohibida, salvo excepción prevista en la Ley, cualquier forma de reproducción,

distribución,comunicación pública y transformación de esta obra sin contar con

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DERECHOS RESERVADOS

© 2003 por PEARSON EDUCACIÓN, S.A.

Ribera del Loira, 28

28042 MADRID


KELLY, R. Y sANTmÁÑEz, V.
Control deMovimiento de Robots Manipuladores
ISBN: 84-205-3831-0
Depósito legal: M. 15.332-2003
PRENTICE HALL es un sello editorial autorizado de PEARSON EDUCAOÓN. S.A.
Equipo editorial:
Editora: Isabel Capella
Técnico editorial: Marta Caicoya
Equipo de producción:
Director: José A. CIares
Técnico: Tini Cardoso
Diseño de cubierta: Equipo de diseño de Pearson Educación S.A.
Impreso por: Gráficas Rógar, S.A.IMPRESO EN ESPAÑA - PRlNTED IN SPAIN
Este libro ba sido - . - . CIUII pI(leI Y tintas ecológicos

-

"A veces pienso que escribir no es más que recopilar y ordenar
que los libros se están siempre escribiendo, a veces solos,
incluso antes de empezar materialmente a escribirlos y aun
después de ponerles su punto final".
y

Camilo José Cela (1960)

v

Contenido
Prefacio

xi


Prólogo

xiii


Parte IIntroducción y preliminares

Introducción
I.1 Estadísticas
Referencias . .
1

1

3

5

5


Control de robots
1.1 Conceptos de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Familiarización con el sistema físico a controlarse
1.1.2 Modelado dinámico
.
1.1.3 Especificaciones de control
.
1.1.4 Control de movimiento de robots manipuladores
Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .

9


10

11

12


15

16

18


2 Preliminares matemáticos
2.1 Notaciones y definiciones
.
2.2 Estabilidad en el sentido de Lyapunov
Referencias
Problemas
.

21

22

34


3 Modelo dinámico
3.1 Ecuaciones de movimiento de Lagrange
.
3.2 Modelo dinámico de robots
3.3 Modelo dinámico de robots con fricción
3.4 Modelo dinámico de robots con accionadores
3.5 Ecuaciones de movimiento deHamilton

59

62

75


vii

52

54


80

81


86


viii

4

Referencias
Problemas .

88


Propiedades
4.1 Linealidad en los parámetros dinámicos
4.2 Matriz de inercia M(q)
.
4.3 Matriz centrífuga y de Coriolis C(q,q)
4.4 Vector de gravedad g(q) .
4.5 Dinámica residual h(ij, q)
4.6 Conclusiones
Referencias
Problemas . . . . .

95

95


Parte 11

Control de posición

Introducción
Referencias

90


98100

105

107

113

113

115


119

121

. 124


5

Control P con retroalimentación de velocidad y Control PD
5.1 Robots sin término g(q) .
5.2 Robots con término g(q)
.
5.2.1 Equilibrio único
.
5.2.2 Acotamiento del error de posición y de la velocidad .
5.3 Conclusiones
Referencias
Problemas . . . . .

127

130

131

133

134

139

140

140


6

Control PD con compensación de gravedad
6.1...