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

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dc.contributor.advisorBorras Pinilla, Carlos
dc.contributor.authorDuarte Baron, Katherin
dc.date.accessioned2023-04-06T20:24:09Z
dc.date.available2023
dc.date.available2023-04-06T20:24:09Z
dc.date.created2019
dc.date.issued2019
dc.description.abstractLos 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.
dc.description.abstractenglishThe parallel robots have entered the industry with the passage of time, being one of its multiple applications, the simulation of the movement in the automotive sector. According to the story, the configuration of the platform that is currently known as the Stewart platform really corresponds to the platform proposed by Gough for tire testing, however, the article published by Stewart was that had a great impact on parallel robotics, because despite the fact that the architecture proposed by him has not had practical application, the kinematic and movement analysis proposed, the proposed application and the description of the structure of Gough, became popular and opened the doors to the study of this type of structures. Since that time to date, parameters have been established to determine the various configurations and classify the parallel robots. The goal of this thesis is to simulate the kinematics, the dynamics of a parallel robot of three degrees of freedom and develop a robust control strategy, for which a search of the information related to parallel robots, in general, starting with the various configurations according to the application of each one is made. Likewise, research is carried out on kinematic and dynamic analyzes that serve as a basis for establish the mathematical model of the robot, on the other hand, the different control strategies used in some of these platforms and those that have shown better performance in serial robots, are studied, so that the laws of control to be designed are proposed. To the mathematical model, first the mobility analysis is done, then the kinematics and unlike the serial robots, in which the direct kinematics is made first and from this the inverse kinematics, in the parallel robots, first the inverse must be done and find the lengths of the actuators for a certain position and orientation of the mobile platform. Then the direct kinematics is found, since to find it, to do this is necessary to use a numerical method. Once the expressions of the kinematics have been found, the next step is determine the terms of the dynamic equation characteristic of any parallel robot, for which various methods can be used, just as it is done in serial robots, such as Newton - Euler, Euler - Lagrange, the principle of virtual works, among others. In the development of the book the approach is shown using the Newton - Euler method and the Euler - Lagrange method, for simulation purposes, the Euler - Lagrange equations are implemented, since the computation time is shorter. After knowing the dynamics, different control strategies are proposed in order to compare the performance among them and analyze which one presents a better performance in the various desired trajectories. Finally, the simulations corresponding to the mathematical model and to the control are carried out, the results are analyzed, and future works are concluded and proposed.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14030
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCinemática,Dinámica
dc.subjectControl Por Par Computado
dc.subjectControl Por Modos Deslizantes
dc.subjectControl Adaptativo.
dc.subject.keywordKinematics
dc.subject.keywordDynamics
dc.subject.keywordComputed Torque Control
dc.subject.keywordSliding Mode Control
dc.subject.keywordAdaptative Control.
dc.titleAnalisis, diseño y simulacion de un control robusto para un robot paralelo de 3 grados de libertad / katherin duarte baron ; director carlos borras pinilla
dc.title.englishAnalysis design and simulation of a robust control for a parallel robot of 3 degrees of freedom *
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dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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