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Analisis, diseño y simulacion de un control robusto para un robot paralelo de 3 grados de libertad / katherin duarte baron ; director carlos borras pinilla

Resumen

Los robots paralelos se han incursionado en la industria con el paso del tiempo, siendo una de sus múltiples aplicaciones, la simulación del movimiento en el sector automotriz. De acuerdo con la historia, la configuración de la plataforma que se conoce actualmente como plataforma Stewart realmente corresponde a la plataforma planteada por Gough para el ensayo de neumáticos, sin embargo, fue el artículo publicado por Stewart el que tuvo gran impacto en la robótica paralela, ya que a pesar de que la arquitectura planteada por él no ha tenido aplicación práctica, el análisis cinemático y de movimiento planteados, la aplicación propuesta y la descripción de la estructura de Gough, se hicieron populares y abrieron las puertas al estudio de este tipo de estructuras. Desde esa época hasta la fecha se han establecido parámetros para determinar las diversas configuraciones y clasificar los robots paralelos. El objetivo de este trabajo es simular la cinemática, la dinámica de un robot paralelo de tres grados de libertad y desarrollar una estrategia de control robusto, para lo cual se realiza una búsqueda de la información relacionada con robots paralelos, de manera general, empezando con las diversas configuraciones de acuerdo con la aplicación de cada uno. Así mismo, se investiga sobre análisis cinemáticos y dinámicos que sirven de base para establecer el modelo matemático del robot, por otra parte se estudian las diferentes estrategias de control utilizadas en algunas de estas plataformas y las que mejor desempeño han mostrado en robots seriales, de forma que se proponen las leyes de control a diseñar.En cuanto al modelo matemático, primero se hace el análisis de movilidad, luego el cinemático y a diferencia de los robots seriales, en los que se realiza primero la cinemática directa y a partir de ésta la cinemática inversa, en los robots paralelos, se debe realizar primero la inversa y encontrar las longitudes de los actuadores para una posición y orientación determinadas de la plataforma móvil. Luego se puede encontrar la cinemática directa, ya que para hallarla, es necesario utilizar un método numérico. Una vez halladas las expresiones de la cinemática, se procede a determinar los términos de la ecuación dinámica característica de cualquier robot paralelo, para lo cual se pueden emplear diversos métodos, así como se hace en los robots seriales, tales como Newton - Euler, Euler - Lagrange, el principio de trabajos virtuales, entre otros. En el desarrollo del libro se muestra el planteamiento usando el método de Newton - Euler y el de Euler - Lagrange, para efectos de la simulación, se implementan las ecuaciones de Euler - Lagrange, ya que el tiempo de cómputo es menor. Después de conocer la dinámica se plantean diversas estrategias de control con el fin de comparar el desempeño entre ellas y analizar cuál presenta un mejor desempeño ante diversas trayectorias deseadas. Por último se realizan las simulaciones correspondientes al modelo matemático y al control, se analizan los resultados, concluyendo y se proponen trabajos futuros.