Modelo basado en el diseño de un controlador de accionamiento eléctrico mejorado para aplicaciones de alta precisión basado en la técnica de linealización de retroalimentación
Autores: Dini, Pierpaolo; Saponara, Sergio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelo basado en el diseño de un controlador de accionamiento eléctrico mejorado para aplicaciones de alta precisión basado en la técnica de linealización de retroalimentación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño de flujo
Estrategia de control no lineal
Oscilaciones de par
Accionamientos eléctricos síncronos
Posicionamiento del efector final
Sistema mecatrónico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el flujo de diseño de una estrategia avanzada de control no lineal, capaz de absorber los efectos que las principales causas de las oscilaciones de par, relacionadas con los accionamientos eléctricos síncronos, provocan en el posicionamiento del efector final de un robot manipulador. La técnica de control utilizada requiere un modelado exhaustivo de los fenómenos físicos que causan las oscilaciones de par electromagnético. En particular, se tienen en cuenta los efectos de Cogging y Stribeck, cuyo modelo matemático se incorpora en todo el sistema de ecuaciones dinámicas que representan el complejo sistema mecatrónico, formado por la mecánica de los eslabones del robot y la dinámica de los actuadores. Se describe en detalle tanto el procedimiento de modelado del robot, incorporando directamente la dinámica de los actuadores y el accionamiento eléctrico, que consiste en el sistema de modulación y el inversor, como el procedimiento sistemático necesario para obtener las ecuaciones de los componentes del vector de control. Utilizando el paradigma de Procesador-en-el-Bucle (PIL) para un sistema integrado basado en Cortex-A53, se valida el efecto beneficioso de la estrategia de control avanzado propuesta en términos de control de posición del efector final, en el que se comparan el sistema de control clásico con el algoritmo propuesto, con el fin de resaltar el mejor rendimiento en precisión y en la reducción de las oscilaciones.
Descripción
Este documento presenta el flujo de diseño de una estrategia avanzada de control no lineal, capaz de absorber los efectos que las principales causas de las oscilaciones de par, relacionadas con los accionamientos eléctricos síncronos, provocan en el posicionamiento del efector final de un robot manipulador. La técnica de control utilizada requiere un modelado exhaustivo de los fenómenos físicos que causan las oscilaciones de par electromagnético. En particular, se tienen en cuenta los efectos de Cogging y Stribeck, cuyo modelo matemático se incorpora en todo el sistema de ecuaciones dinámicas que representan el complejo sistema mecatrónico, formado por la mecánica de los eslabones del robot y la dinámica de los actuadores. Se describe en detalle tanto el procedimiento de modelado del robot, incorporando directamente la dinámica de los actuadores y el accionamiento eléctrico, que consiste en el sistema de modulación y el inversor, como el procedimiento sistemático necesario para obtener las ecuaciones de los componentes del vector de control. Utilizando el paradigma de Procesador-en-el-Bucle (PIL) para un sistema integrado basado en Cortex-A53, se valida el efecto beneficioso de la estrategia de control avanzado propuesta en términos de control de posición del efector final, en el que se comparan el sistema de control clásico con el algoritmo propuesto, con el fin de resaltar el mejor rendimiento en precisión y en la reducción de las oscilaciones.