Controlador por modos deslizantes difuso para un robot planar accionado por cuatro cables

Autores/as

  • Escuela Politécnica Nacional
  • Escuela Politécnica Nacional
  • Escuela Politécnica Nacional
  • Marco Herrera, MSc Escuela Politécnica Nacional

DOI:

https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n4.403

Palabras clave:

robot accionado por cables, control por modos deslizantes, controlador difuso, controlador PI, cinemática

Resumen

Los Robots accionados por cable (CDDR) son una clase especial de robots paralelos, pero se forman al reemplazar todos los enlaces rígidos de soporte por cables. En comparación con los robots tradicionales, estos robots son buenos candidatos para realizar una amplia gama de aplicaciones potenciales. En este documento se considera el modelo de un robot planar accionado por cables porque no se requieren movimientos de rotación, momentos de resistencia y los cables se reúnen en un solo punto conocido como efector final el cual se modela como una masa puntual. El objetivo principal de este documento es presentar un nuevo enfoque en el control mediante el desarrollo de un controlador por modos deslizantes (SMC) con una superficie deslizante difusa tipo PI utilizando Fuzzy logic toolbox en Matlab / Simulink. Las pruebas realizadas fueron: prueba de cambio de referencia y prueba de seguimiento de trayectoria para observar el comportamiento de los cables durante la trayectoria y el movimiento del efector final. La simulación se llevó a cabo en un robot planar accionado por cuatro cables para probar la efectividad de la ley de control propuesta y los resultados se compararon con un controlador PI y un SMC convencional en términos del índice de la integral del error cuadrático (ISE).  Solo el modelo cinemático del CDDR de 4 cables planar se considera en este documento.

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Citas

Ataei, M., & Shafiei, S. E. (2008). Sliding mode PID-controller design for robot manipulators by using fuzzy tuning approach. En Proceedings of the 27th Chinese control conference (pp. 16–18). Citeseer.
Babaghasabha, R., Khosravi, M. A., & Taghirad, H. D. (2014). Adaptive Control of KNTU Planar Cable-Driven Parallel Robot with Uncertainties in Dynamic and Kinematic Parameters. Recuperado 26 de octubre de 2018, de /paper/Adaptive-Control-of-KNTU-Planar-Cable-Driven-Robot-Babaghasabha-Khosravi/3cf12282c9a37211f8f7adbc5e667a1436317626
Camacho, O., & Smith, C. A. (2000). Sliding mode control: an approach to regulate nonlinear chemical processes. ISA Transactions, 39(2), 205-218. https://doi.org/10.1016/S0019-0578(99)00043-9
Gallina, P., Rossi, A., & Williams II, R. L. (2001). Planar cable-direct-driven robots, part ii: Dynamics and control. En ASME. DECT2001 ASME Design Engineering Technical Conference. Pittsburgh: ASME Publisher (Vol. 2, pp. 1241–1247).
Ghosh, A., Sen, S., & Dey, C. (2015). Design and real-time implementation of a fuzzy PI controller on a servo speed control application. En Signal Processing and Integrated Networks (SPIN), 2015 2nd International Conference on (pp. 384–387). IEEE.
Herrera. (2017). A Blended Sliding Mode Control with Linear Quadratic Integral Control based on Reduced Order Model for a VTOL System. Recuperado de http://repositorio.educacionsuperior.gob.ec/handle/28000/4641
Jin, X., Jun, D. I., Pott, A., Park, S., Park, J.-O., & Ko, S. Y. (2013). Four-cable-driven parallel robot. 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집, 879–883.
Khosravi, M. A., & Taghirad, H. D. (2014). Robust PID control of fully-constrained cable driven parallel robots. Mechatronics, 24(2), 87–97.
Nabi, A. (2013). Design of fuzzy logic PD controller for a position control system. International Journal of Engineering and Management Research, 3(2).
Oh, S.-R., & Agrawal, S. K. (2003). Cable-suspended planar parallel robots with redundant cables: Controllers with positive cable tensions. En IEEE International Conference on Robotics and Automation (Vol. 3, pp. 3023–3028). IEEE; 1999.
Palm, R. (1992). Sliding mode fuzzy control. En Fuzzy Systems, 1992., IEEE International Conference on (pp. 519–526). IEEE.
Villacres, J., Herrera, M., Sotomayor, N., & Camacho, O. (2017). A fuzzy sliding mode controller from a reduced order model: A mobile robot experimental application. En Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), 2017 4th International Conference on (pp. 0674–0678). IEEE.
Williams Ii, R. L., & Gallina, P. (2003). Translational planar cable-direct-driven robots. Journal of Intelligent and Robotic systems, 37(1), 69–96.
Williams, R. L., Gallina, P., & Rossi, A. (2001). Planar cable-direct-driven robots, part i: Kinematics and statics. En Proceedings of the 2001 ASME Design Technical Conference, 27th Design Automation Conference (pp. 178–186).
Zanotto, D. (2011). Analysis and development of cable-driven robotic devices.

Publicado

2018-12-21

Cómo citar

Xavier Iván, Andrés, Israel, & Marco. (2018). Controlador por modos deslizantes difuso para un robot planar accionado por cuatro cables. Enfoque UTE, 9(4), pp. 99 - 109. https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n4.403

Número

Sección

Automatización y Control, Mecatrónica, Electromecánica, Automotriz