Estrategias de control avanzado de robots paralelos

Zusammenfassung

En una industria competitiva y especializada como la actual, la necesidad de dispositivos de automatización que permitan incrementar la productividad y la calidad de los productos es esencial. En la última década, los robots paralelos han surgido como una alternativa para aquellas tareas que requieren de una alta velocidad y precisión. Sin embargo, la implementación industrial de estos robots no es alta debido a la complejidad que presentan estos mecanismos. Esta tesis tiene como objetivo el abordar la problemática de modelado, control e implementación de estos mecanismos, con el fin de favorecer la explotación industrial de todo el potencial que estos robots pueden ofrecer. Para ello, se propone como solución a la problemática de control de estos robots la utilización de sensórica redundante en el controlador. A tal fin, la tesis presentada se divide en tres bloques diferenciados. El primero, dedicado al modelado dinámico, analiza las diferentes estrategias de modelado propuestas para estos robots así como sus carencias. De este estudio surge una formulación de modelado dinámico genérica, sistemática y adaptada a la utilización de sensórica redundante, que es validada utilizando diversas estructuras paralelas. El segundo bloque , centrado en el control, propone dos alternativas de control basadas en modelo adaptadas a robots paralelos. Por un lado el CTC Extendido, una generalización del CTC clásico que permite considerar datos redundantes en el controlador y que mejora notablemente el rendimiento de control y la robustez del controlador ante errores de modelado. Dado que el CTC Extendido puede ser implementado con una gran variedad de configuraciones de sensores, se presenta una metodología para la selección de la configuración óptima. Por otro lado, se propone un control MPC para tracking adaptado a la robótica paralela que permite introducir restricciones en la ley de control. Las aproximaciones propuestas son validadas en simulación y utilizando un prototipo experimental de robot 5R. El último bloque se centra en la implementación, describiendose un entorno de validación y control flexible, modular y de fácil manejo, diseñado y desarrollado en la tesis que permite el fácil estudio de diferentes leyes de control con el fin de determinar su aplicabilidad en robótica paralela.