Diseño y simulación de tres estrategias de control: PID, espacio nulo y modo deslizante para el modelo dinámico de una mano robótica

Correa Martínez, Santiago Paul

2020-03-04

Correa Martínez, S. P. (2020). Diseño y simulación de tres estrategias de control: PID, espacio nulo y modo deslizante para el modelo dinámico de una mano robótica. 105 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5045/CD 10403

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El objetivo de este trabajo es diseñar y simular tres estrategias de control: PID, espacio nulo, y modo deslizante para el modelo dinámico de una mano robótica y de esta manera evaluar su desempeño mediante la integral del error absoluto. Para el diseño del controlador tipo PID se hace uso del modelo aproximado de primer orden con retardo para los eslabones. Para SMC, la ley de control consta de dos partes, una continua conocida como modo deslizante, otra discontinua, también llamada modo de alcanzabilidad. El controlador basado en espacios nulos se diseña para los extremos de las falanges de la mano robótica, se consideran varios objetivos de control. La primera tarea que se considera es el control de la formación de los extremos de las falanges de cada dedo y la segunda tarea es el control del centroide de la formación de la primera tarea. Para el diseño del controlador se considera una como tarea principal y la otra como tarea secundaria la cual se proyecta en el espacio nulo de la tarea principal. La interfaz gráfica ha sido diseñada e implementada en Guide-Matlab®, el cual permite realizar pruebas para cada controlador, visualizar sus resultados y validar su funcionamiento.

The objective of this work is to design and simulate three control strategies: PID, null space, and sliding mode for the dynamic model of a robotic hand and in this way evaluate its performance through the integral of the absolute error. For the design of the PID type controller, the approximate first order model with link delay is used. For SMC, the control law consists of two parts, one continuous known as sliding mode, the other discontinuous, also called reachability mode. The null-space based controller is designed for the ends of phalanges of robotic hand, various control targets are considered. The first task that is considered is the control of the formation of the ends of the phalanges of each finger and the second task is the control of the centroid of the formation of the first task. For the design of the controller, one is considered as the main task and the other as a secondary task, which is projected in the null space of the main task. The graphical interface has been designed and implemented in Guide-Matlab®, which allows testing for each controller, displaying its results and validating its operation.

Rosales Acosta, Jorge Andrés, director

MANO ROBÓTICA; ESPACIO NULO; ELECTRÓNICA;