A través del presente proyecto se desea analizar el efecto del contenido armónico
[1] de la trayectoria de referencia en el consumo de energía de un servomotor, para
evaluar la posibilidad de optimización en el sistema mecánico a través de la
implementación del tratamiento matemático [2], que se enfatiza en realizar la
aproximación de una señal sinusoidal a una señal polinomial que posee diferente
contenido armónico, ya que actualmente por ejemplo en robótica, solo se utiliza la
trayectoria sinusoidal directamente a seguir por el sistema, lo que provoca pérdidas
energéticas adicionales no previstas.
Para realizar la respectiva prueba experimental se dispone de un servomotor
Dynamixel AX-18A, el cual generará la fuerza rotacional para desplazar un péndulo
simple, emulando un comportamiento de trayectorias dado por el usuario final. Para
la adquisición de datos, tratamiento y posterior análisis de resultados se utilizará el
kit de desarrollo de software del servomotor, mediante el cual se generarán gráficas
demostrativas del estado de consumo actual del sistema integrado, presentadas en
una interfaz soportada por la herramienta matemática MATLAB®, para determinar
el grado de optimización antes y después de la intervención.
Para garantizar resultados afines a lo esperado, se manejan dos variantes. La
primera está basada en utilizar los valores entregados por la carga del servomotor
en función del torque, para el cual se analizará la energía mecánica. La otra variante
consta del análisis de la corriente eléctrica consumida por el servomotor. Para esto
se requiere la implementación de un sensor de corriente.
Finalmente, con los datos obtenidos se dispondrá a realizar un análisis estadístico,
donde se comprobará si el servomotor cuenta con las características necesarias
para que la teoría sobre el contenido armónico aplique en este sistema mecánico.
Across this project is desired to analyze the effect of the harmonic content [1] of the
reference trajectory in the power consumption of a servomotor, to evaluate the
possibility of optimizing the mechanical system through of the implementation of
mathematical treatment [2] which emphasizes to make the approximation of a
sinusoidal signal to a polynomial signal having different harmonic content, actually
for example in robotics, it only uses the sinusoidal trajectory directly to follow for the
system, which causes additional energy losses not covered.
To make the respective experimental test is provided of a servomotor Dynamixel
AX-18A, which will generate the rotational force to displace a single pendulum
trajectory emulating a behavior given by the end user. For data acquisition, treatment
and subsequent analysis of results will be used the software development kit of the
servomotor, with which it will be generated graphic demonstration of the state of
current consumption of the integrated system, presented in a supported interface by
mathematical tool MATLAB, to determine the degree of optimization before and after
intervention.
To ensure related results, two variants are handled. The first is based on using the
values provided by the load of servomotor based on the torque which mechanical
energy is analyzed. The other alternative consists of analyzing the electric current
consumed by the servomotor. For this one is required the implementation of a
current sensor.
Finally, with the data is provided to perform a statistical analysis, which will check if
the servomotor has the characteristics necessary for than the theory about the
harmonic content apply on this mechanical system.
