Control Robusto de Modo Deslizante Adaptativo para Sistemas de Teleoperación con Retrasos Variables en el Tiempo e Incertidumbres
Autores: Chang, Yeong-Hwa; Yang, Cheng-Yuan; Lin, Hung-Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control Robusto de Modo Deslizante Adaptativo para Sistemas de Teleoperación con Retrasos Variables en el Tiempo e Incertidumbres
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sistemas de teleoperación
Retroalimentación háptica
Control por modo deslizante
Incertidumbres
Retrasos variables en el tiempo
Leyes adaptativas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de teleoperación maestro-esclavo con retroalimentación háptica permiten a los operadores humanos interactuar con objetos o realizar tareas en entornos remotos. Este artículo presenta un esquema de control por modo deslizante adaptado para sistemas de teleoperación bilateral que operan en presencia de incertidumbres desconocidas y retrasos variables en el tiempo. Para abordar incertidumbres desconocidas pero acotadas, se derivan leyes adaptativas junto con el diseño del controlador. Además, se resuelve una desigualdad matricial lineal para determinar el límite permitido de los retrasos. La estabilidad del sistema en lazo cerrado se asegura a través del análisis funcional de Lyapunov-Krasovskii. Se construyen mecanismos de dos grados de libertad como dispositivos hápticos. Se examinan escenarios de movimiento libre y percepción de fuerza, con resultados experimentales que validan y comparan rendimientos. El método de control adaptativo por deslizamiento propuesto aumenta el rendimiento de posición del 58.48% al 82.55% y el rendimiento de fuerza del 83.48% al 99.77%. El esquema de control propuesto demuestra un mejor seguimiento de posición y percepción de fuerza en sistemas de teleoperación bilateral.
Descripción
Los sistemas de teleoperación maestro-esclavo con retroalimentación háptica permiten a los operadores humanos interactuar con objetos o realizar tareas en entornos remotos. Este artículo presenta un esquema de control por modo deslizante adaptado para sistemas de teleoperación bilateral que operan en presencia de incertidumbres desconocidas y retrasos variables en el tiempo. Para abordar incertidumbres desconocidas pero acotadas, se derivan leyes adaptativas junto con el diseño del controlador. Además, se resuelve una desigualdad matricial lineal para determinar el límite permitido de los retrasos. La estabilidad del sistema en lazo cerrado se asegura a través del análisis funcional de Lyapunov-Krasovskii. Se construyen mecanismos de dos grados de libertad como dispositivos hápticos. Se examinan escenarios de movimiento libre y percepción de fuerza, con resultados experimentales que validan y comparan rendimientos. El método de control adaptativo por deslizamiento propuesto aumenta el rendimiento de posición del 58.48% al 82.55% y el rendimiento de fuerza del 83.48% al 99.77%. El esquema de control propuesto demuestra un mejor seguimiento de posición y percepción de fuerza en sistemas de teleoperación bilateral.