Seguimiento de Trayectorias de un Robot Cortador Trepador de Paredes Basado en Optimización Cinemática y PID de Juntas
Autores: Liu, Xiaoguang; Wang, Zhenmin; Wu, Jing; Wu, Hongmin; Zhang, Hao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Seguimiento de Trayectorias de un Robot Cortador Trepador de Paredes Basado en Optimización Cinemática y PID de Juntas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fabricación
Antorchas de corte
Trayectoria de corte
Controlador
Modelo cinemático
Optimización PID
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El corte es un paso crucial en el proceso de producción industrial, particularmente en la fabricación de grandes estructuras. En ciertas posiciones espaciales, utilizar un robot móvil, especialmente un robot trepador de paredes (WCR) con función de adsorción, es esencial para llevar antorchas de corte y cortar grandes componentes de acero. La calidad del corte impacta directamente en la calidad general de fabricación. Por lo tanto, rastrear efectivamente la trayectoria de corte de los robots cortadores trepadores de paredes es muy importante. Este estudio propone un controlador basado en un modelo cinemático y optimización PID. El controlador está diseñado para gestionar la trayectoria cinemática del robot, incluyendo el deslizador de la antorcha, a través del modelado cinemático del robot cortador trepador de paredes (WCCR). La estabilidad de la ley de control se demuestra utilizando la función de Lyapunov, que controla las velocidades lineales y angulares del WCCR y la velocidad de movimiento del deslizador cruzado. Las simulaciones verifican que la ley de control funciona bien en el seguimiento de trayectorias tanto rectas como circulares. También se compara el impacto de diferentes parámetros de la ley de control en el seguimiento de trayectorias rectas. Al introducir el control de optimización PID, se mejoran las capacidades de anti-interferencia del controlador, abordando el problema de la fluctuación de la velocidad de movimiento cuando el WCCR sigue trayectorias curvas. Los resultados de simulación y experimentos demuestran la efectividad del controlador propuesto.
Descripción
El corte es un paso crucial en el proceso de producción industrial, particularmente en la fabricación de grandes estructuras. En ciertas posiciones espaciales, utilizar un robot móvil, especialmente un robot trepador de paredes (WCR) con función de adsorción, es esencial para llevar antorchas de corte y cortar grandes componentes de acero. La calidad del corte impacta directamente en la calidad general de fabricación. Por lo tanto, rastrear efectivamente la trayectoria de corte de los robots cortadores trepadores de paredes es muy importante. Este estudio propone un controlador basado en un modelo cinemático y optimización PID. El controlador está diseñado para gestionar la trayectoria cinemática del robot, incluyendo el deslizador de la antorcha, a través del modelado cinemático del robot cortador trepador de paredes (WCCR). La estabilidad de la ley de control se demuestra utilizando la función de Lyapunov, que controla las velocidades lineales y angulares del WCCR y la velocidad de movimiento del deslizador cruzado. Las simulaciones verifican que la ley de control funciona bien en el seguimiento de trayectorias tanto rectas como circulares. También se compara el impacto de diferentes parámetros de la ley de control en el seguimiento de trayectorias rectas. Al introducir el control de optimización PID, se mejoran las capacidades de anti-interferencia del controlador, abordando el problema de la fluctuación de la velocidad de movimiento cuando el WCCR sigue trayectorias curvas. Los resultados de simulación y experimentos demuestran la efectividad del controlador propuesto.