Comparación de controladores PID y CTC aplicados a un robot paralelo

Abstract

En el presente trabajo se realiza un estudio comparativo de las estrategias de control PID (Proporcional, Derivativo e Integral) y CTC (Control por Torque Calculado) sobre un prototipo de un robot de estructura paralela evaluando la precisión, velocidad, aceleración y robustez de las estrategias de control. Para la realización del estudio comparativo, se aborda el modelado y construcción de un prototipo de robot paralelo H4 sobre el que se busca implementar y evaluar comparativamente las estrategias de control en términos cualitativos y cuantitativos frente a tres trayectorias diferentes: Lineal, triangular y de tipo Pick and Place. Además, se evalúa el comportamiento de las estrategias ante variaciones de parámetros internos y externos como medida de la robustez de las mismas. Como resultado del estudio comparativo de las dos estrategias de control, se observa y se documenta una mayor facilidad en la fase de implementación de la estrategia de control PID debido a no depender del modelo dinámico para la implementación del control. En contraposición, el control CTC presentó una mejor adaptabilidad ante modificaciones de masas, trayectorias y parámetros dinámicos, en conjunto a una reducción en el ruido de las señales producidas a comparación de la estrategia de control PID.

In the present work, a comparative study of PID (Proportional, Derivative and Integral) and CTC (Calculated Torque Control) control strategies on a prototype of a parallel structure robot is carried out, evaluating the precision, speed, acceleration and robustness of the control strategies. In order to carry out the comparative study, the modeling and construction of a prototype of a parallel robot H4 on which it is sought to implement and comparatively evaluate the control strategies in qualitative and quantitative terms against three different trajectories: Linear, triangular and Pick and Place type. In addition, the behavior of the strategies against variations of internal and external parameters is evaluated as a measure of their robustness. As a result of the comparative study of the two control strategies, it is observed and documented a greater ease in the implementation phase of the PID control strategy due to not depending on the dynamic model for the implementation of the control. In contrast, the CTC control showed better adaptability to changes in masses, trajectories and dynamic parameters, together with a reduction in the noise of the signals produced compared to the PID control strategy.