Modelado, identificación paramétrica y control de un robot de cinco grados de libertad

Abstract

En este trabajo se presenta la caracterización de un robot de cinco grados de libertad, desarrollada en dos fases: En primera instancia se efectuó el modelado del robot caso de estudio. Inicialmente correspondía al robot Tritón diseñado por la empresa Robotek Ltda con cede en Santiago de Cali, sin embargo por retardos en su etapa de ensamblado final, se optó por trabajar con el robot Scorbot-ER 5plus gracias un acuerdo establecido con el equipo colaborador de la Universidad Nacional sede Manizales. Con este robot se obtuvieron los modelos geométricos y dinámicos de acuerdo al procedimiento desarrollado en el primer capítulo. La segunda etapa (capítulo dos) consistió en, considerando los modelos obtenidos, realizar la identificación del sistema empleando la técnica de mínimos cuadrados, con base en una serie de mediciones efectuadas a partir de la experimentación con el robot, consistente en producir movimientos suficientemente dinámicos para adquirir datos representativos de las dinámicas del manipulador. Finalmente el modelo completo se utilizó para comparar la respuesta de las estrategias PID (Proporcional, Integral, Derivativo) y CTC (Control por Par Calculado) al ser simuladas como parte del lazo de control del robot estudiado (capítulo tres). La primera técnica corresponde a un controlador clásico que no tiene en cuenta el modelo del robot para establecer la ley correctiva. La segunda en cambio, linealiza y desacopla el sistema por realimentación, para aplicar una ley de control basada en el modelo del robot. Ambos controladores se simularon en el seguimiento de trayectorias - definidas tanto en el espacio cartesiano como en el articular-, lo cual constituye una importante prueba que permite valorar los modelos desarrollados y la identificación realizada.