Título
Modelado y control de mecanismos y robots con servo accionamientos
Modeling and control of mechanisms and robots with servo actuators
Autor
IVONNE GABRIELA ZEPEDA VALENCIA
Colaborador
Rafael de Jesús Kelly Martínez (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Accionamiento, servo, motor, rob´otica, mecatr´onica, control, posici´on, corriente continua, campo de velocidad, modelo, modelado. - (AUTOR) Actuators, servo, motor, robotics, mechatronics, control, position, direct current, velocity field, model, modeling - (AUTOR) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN - (CTI) INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS - (CTI) INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS - (CTI)
Resumen o descripción
En esta tesis se presenta el modelado y control de robots manipuladores con servo accionamientos de posición. Para esto se consideran los ampliamente utilizados servo actuadores de posición compuestos de un motor con escobillas de corriente directa con imán permanente, embebido con un control proporcional analógico interno dominante. Se demuestra que el modelo de robots manipuladores provistos con servo actuadores de posición preservan la misma estructura matemática que el modelo dinámico tradicional de robots manipuladores equipados con actuadores de par ideales sin memoria (sistema de n ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales de segundo orden), así como también algunas propiedades importantes para el diseño y análisis de sistemas de control como lo son la definición positiva de la matriz de inercia resultante y la propiedad de antisimétrica. Se formulan problemas de control para mecanismos y robots con servo accionamientos, de manera específica, se aborda la regulación realimentada en coordenadas articulares y campo de velocidad, considerando como caso de estudio el modelo de un robot manipulador de dos grados de libertad con servo accionamientos de posición. Se presenta además, el planteamiento de un método de conversión para cualquier sistema de control de par diseñado para robots con accionamientos de par, para ser directamente implementados y probados experimentalmente en robots con servo accionamientos de posición, con el propósito de generar mayor rentabilidad del uso de robots con servo actuadores de posición de bajo costo. Los resultados obtenidos en este trabajo de investigación tiene como finalidad realizar a portes en un campo, hasta el día de hoy, escasamente explorado como lo es el modelado y control de mecanismos y robots equipados con servo accionamientos de posición.
This thesis presents the modeling and control of position servo actuated robot manipulators. To this end, a standard popular position servo actuators built around permanent magnet direct current brushed motors, embedded with inner analog proportional dominant feedback control is considered. It is shown that the model of robot manipulators provided of position servo actuators preserves the same mathematical structure than the traditional dynamic model of robot manipulators, equipped with ideal memoryless torque actuators (system of n second order nonlinear ordinary differential equations, it also preserves important properties useful for control design like positive definiteness of the resulting inertia matrix as well as the so-called ‘skew-symmetric property’. Control problems are formulated for mechanisms and robots with position servo actuators, specifically regulation in joint space and velocity field are addressed considering as a case of study, the model of a 2 degrees of freedom robot manipulator with position servo actuators. It also presents the proposal of a conversion method of any torque requesting control system designed for torque-driven robots to be directly applied and experimental tested in position servo actuated robots, this method has the purpose of making more profitable the use of robots with low cost position servo actuators. The results obtained from this research work intent to contribute in a sparsely explored field, to the present day, which is the modeling and control of mechanisms and robots with position servo actuators.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2023
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Zepeda Valencia, I.G. 2023. Modelado y control de mecanismos y robots con servo accionamientos. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 81 pp.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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