Diseño e implementación de un controlador difuso adaptativo para un robot de 3-GDL

Abstract

Es un problema vigente el diseño de un controlador de variables articulares para un robot de n-GDL, pues se trata de un sistema no lineal MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas), con incertidumbres paramétricas y dinámicas no modeladas, del cual se exige un desempeño predeterminado en exactitud, sincronismo, velocidad, fineza de acercamiento entre otros. En esta investigación se realiza el diseño e implementación de un Controlador Difuso Adaptativo Directo con Modelo Referencial para controlar las variables articulares de un robot de n-GDL en base a la especificación de un desempeño predeterminado. La ley de control y la ley adaptativa, de dicho controlador, tienen la sensibilidad necesaria para que las variables articulares del robot de n-GDL sigan a las señales de referencia con errores, en estado estable, que tienden asintóticamente a cero. Además, el modelo referencial de dicho controlador es suficientemente representativo para que las variables articulares del robot de n-GDL obtenga la especificación de un desempeño predeterminado. El desempeño real del Controlador Difuso Adaptativo Directo con Modelo Referencial se compara con el desempeño real de un Controlador Adaptativo Directo con Modelo Referencial en un robot de 3-GDL. El primero sigue las tendencias previstas por la ley de control de tal forma que las variables articulares del robot de 3-GDL siguen a las señales de referencia deseadas, cumpliendo de esta manera, con el desempeño predeterminado. El segundo también sigue las tendencias previstas por la ley de control de tal forma que las variables articulares del robot de 3-GDL siguen a las señales de referencia deseadas, pero, lo hacen obteniendo errores más elevados, esto no le permite cumplir el desempeño predeterminado. Es destacable mencionar que el diseño del Controlador Adaptativo Directo Difuso con Modelo Referencial no requiere a priori el conocimiento del modelo dinámico del robot de n-GDL.

The design of a joint variable controller for an n-DOF robot is a current problem, since it is a non-linear MIMO system (multiples of inputs and multiples of outputs), with parametric uncertainties and non-modeled dynamics, of which it demands a predetermined performance in accuracy, synchronism, speed, end of approach among others. In this investigation the design and implementation of a Model Reference Direct Adaptive Fuzzy Controller is carried out to control the articular variables of an n-DOF robot on the basis of the specification of a predetermined correct. The control law and the adaptive law, of said controller, have the necessary sensitivity for the articular variables of the n-DOF robot to follow the reference signals with errors, in the stable state, which are asymptotically zero. In addition, the reference model of said controller is sufficiently representative for the articular variables of the n-DOF robot for the specification of a predetermined performance. The actual performance of the Model Reference Direct Adaptive Fuzzy Controller in the actual performance of the Model Reference Direct Adaptive Controller in a 3-DOF robot. The first follows the previous trends of the law of control of the way that the articular variables of the 3-DOF robot follow the desired reference signals, thus complying with the predetermined performance. The second also follows the trends of the law controlling the shape of the articular variables of the 3-DOF robot following the reference signals of the reference lines. It is noteworthy that the design of the Model Reference Direct Adaptive Fuzzy Controller does not require a priori knowledge of the dynamic model of the n-DOF robot.