Diseño

IDENTIFICACIÓN Y CONTROL DE UN ROBOT MANIPULADOR
F. Dreoni, M.G. Ortega, F.R. Rubio Depto. Ingeniería de Sistemas y Automática Escuela Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla e-mail: {dreoni,ortega,rubio}@cartuja.us.es J. Gómez-Ortega Área de Ingeniería de Sistemas y Automática. Depto. Electrónica Escuela Politécnica Superior. Universidad de Jaén e-mail: juango@ujaen.es

Resumen
Elobjetivo de este artículo es exponer el desarrollo e implementación de algunas técnicas avanzadas de control para manipuladores industriales. El equipo de experimentación es un robot industrial de seis grados de libertad controlado por ordenador. La gestión de funciones auxiliares necesarias para el manejo en tiempo real del robot se trata de forma separada a la implementación de controladores en sí,facilitando así las pruebas de nuevas estrategias de control. Con la idea de simplificar el proceso de implementación de controladores, éstos se programan utilizando diagramas de bloques de SIMULINK. Posteriormente se procede a la compilación del programa y se carga la aplicación en una tarjeta en tiempo real de la compañía dSPACE, la cual se encarga de adquirir las medidas de posición y deaplicar las señales de control al manipulador. Mediante software es posible: supervisar el control implementado, modificar sus parámetros en tiempo real y seguir la evolución de variables relevantes del sistema. En este trabajo se ha enfrentado el problema de la identificación del comportamiento dinámico de un manipulador y se han desarrollado dos controladores basados en la teoría del control H∞ ,comparando los resultados con controladores más tradicionales. Palabras Clave: Robot manipulador, identificación, control movimiento, control robusto.

acoplamiento entre los ejes no despreciable. Además, el requerimiento de altas prestaciones y desarrollo de manipuladores con acoplamiento directo de los motores en los ejes requieren nuevas estrategias de control capaces de atender a estasespecificaciones. En este trabajo se va a considerar una de dichas estrategias basada en la teoría de control H∞ no lineal, añadiendo además un aporte para la robustificación del sistema que se oponga a los efectos de la incertidumbre de la dinámica del manipulador. El sistema utilizado se basa en una representación del controlador en un diagrama de bloques que se almacena en una tarjeta de control entiempo real instalada en un PC, dotado con la herramienta SIMULINK de MATLAB. El robot empleado para la experimentación es el brazo manipulador RM-10 para entornos industriales [6]. Este robot tiene seis grados de libertad, todos ellos de rotación y con accionamiento indirecto con motores sin escobillas. El robot disponía originalmente de controladores PID para cada motor, de los que se haprescindido considerando el objetivo del trabajo. En cambio sí se ha conservado la etapa de potencia y los sensores resolver de posición. Además de las no linealidades en las ecuaciones dinámicas del robot (debidas a acoplamiento entre los distintos enlaces), el robot RM-10 presenta fenómenos de fricción en los ejes, lo cual motiva su utilización como equipo de desarrollo de controladores. La organizacióndel resto del artículo es la siguiente: en la sección 2 se describe la metodología utilizada para la identificación de los efectos gravitatorios dinámicos y de fricción y cómo se ha logrado simplificar el problema dividiéndolo en partes más simples. En la sección 3 se menciona el entorno de trabajo utilizado y cómo ha sido posible simplificar el proceso de implementación de los controladoresutilizando los diagramas de bloques de SIMULINK y la herramienta Real Time Workshop de MATLAB. En la sección 4 se describe someramente la teoría del

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INTRODUCCIÓN

Hoy en día la potencia de cálculo de los ordenadores permite plantear algoritmos de control mucho más complejos y optimizados, lo cual ha contribuido al desarrollo de nuevas metodologías de control. De especial interés es el campo...