Seguimiento de trayectoria de un robot serial flexible de dos grados de libertad utilizando un enfoque de controlador de rechazo activo de perturbaciones
Autores: Ramez-Neria, Mario; Ochoa-Ortega, Gilberto; Toro-Ossaba, Alejandro; Hernandez-Martinez, Eduardo G.; López-González, Alexandro; Tejada, Juan C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Seguimiento de trayectoria de un robot serial flexible de dos grados de libertad utilizando un enfoque de controlador de rechazo activo de perturbaciones
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Desarrollo
Controlador de Rechazo Activo de Perturbaciones
Problema de seguimiento de trayectoria
Robot Flexible Serial 2DOF
Teoría de planitud diferencial
Observador Integral Proporcional Generalizado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el desarrollo de un Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC) para abordar el problema de seguimiento de trayectoria de un Robot Flexible Serial de 2DOF (Grados de Libertad). El enfoque propuesto aprovecha la teoría de planitud diferencial para determinar la salida plana del sistema, simplificando el problema de seguimiento de trayectoria en un control lineal de retroalimentación de estado con rechazo de perturbaciones. Se emplea un conjunto de un Observador Integral Proporcional Generalizado (GPIO) y observadores de Luenberger para estimar las derivadas de la salida plana y tanto las perturbaciones internas como externas en tiempo real. La ley de control se valida experimentalmente en un prototipo de Robot Flexible Serial de 2DOF desarrollado por Quanser. Los resultados cuantitativos demuestran que el ADRC logra un rendimiento superior en comparación con un esquema de control de retroalimentación parcial, con un Error Cuadrático Medio (MSE) tan bajo como 1.0651 x 10 radianes para el seguimiento de trayectoria. El ADRC suprime efectivamente las oscilaciones, minimiza el ruido de alta frecuencia y reduce los efectos de saturación, incluso bajo perturbaciones externas. Estos hallazgos destacan la robustez y eficiencia del método propuesto para sistemas flexibles subactuados.
Descripción
Este documento presenta el desarrollo de un Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC) para abordar el problema de seguimiento de trayectoria de un Robot Flexible Serial de 2DOF (Grados de Libertad). El enfoque propuesto aprovecha la teoría de planitud diferencial para determinar la salida plana del sistema, simplificando el problema de seguimiento de trayectoria en un control lineal de retroalimentación de estado con rechazo de perturbaciones. Se emplea un conjunto de un Observador Integral Proporcional Generalizado (GPIO) y observadores de Luenberger para estimar las derivadas de la salida plana y tanto las perturbaciones internas como externas en tiempo real. La ley de control se valida experimentalmente en un prototipo de Robot Flexible Serial de 2DOF desarrollado por Quanser. Los resultados cuantitativos demuestran que el ADRC logra un rendimiento superior en comparación con un esquema de control de retroalimentación parcial, con un Error Cuadrático Medio (MSE) tan bajo como 1.0651 x 10 radianes para el seguimiento de trayectoria. El ADRC suprime efectivamente las oscilaciones, minimiza el ruido de alta frecuencia y reduce los efectos de saturación, incluso bajo perturbaciones externas. Estos hallazgos destacan la robustez y eficiencia del método propuesto para sistemas flexibles subactuados.