Servocontrol no lineal para sistemas precisos de seguimiento

Abstract

Este artículo trata el problema de identificación de parámetros y seguimiento de trayectoria de un sistema electro-mecánico no lineal, que consiste de un motor DC que acciona una carga no lineal que asemeja un manipulador robótico de un grado de libertad. El sistema presenta dos tipos de no linealidad; una de naturaleza discontinua, debida a las fricciones estática y de Coulomb, y la otra continua, debida a la carga no lineal. Sólo se dispone de la posición angular de la carga no lineal para fines de realimentación. Las fricciones estáticas y de Coulomb se modelan v se compensan usando un esquema de compensación no lineal que depende de la velocidad de la carga. Los parámetros desconocidos del sistema compensado y sin carga no lineal son identificados a lazo abierto en el dominio de la frecuencia usando el método de los mínimos cuadrados, y la carga no lineal es compensada usando Linealización por Realimentación. Finalmente, se presenta la implementación del sistema de control diseñado, conjuntamente con sus resultados experimentales, los cuales son comparados con aquellos obtenidos cuando el controlador no lineal se reemplaza por un controlador lineal PID.

This paper deals with the problem of parameter identification and tracking for a nonlinear electro-dinamical system that consist in a OC-motor driving a nonlinear load: a metal road attached to the shaft of the motor in order to obtain a robotic manipulator of one degree of freedom. The system contains a discontinuos nonlinearitie due to the static and Coulomb frictions, and a continuos one due to the nonlinear load. Only the angular position of the load is available for feedhack. The nonlinear frictions are compensated using a nonlinear compensation schema that dependens on the load angular rate. The unknown parameters of the compensated but unloaded system are identified off-line using the least squares method in the frequency domain. Next, the nonlinear load is compensated using Feedback Linearization. System implementation and experimental results are presented and compared with respect to the results obtained when the nonlinear controller is replaced by a linear PID controller.