Diseño e implementación de un sistema de control no lineal multivariable por modo deslizante aplicado a un manipulador robótico translacional de 2DOF

Abstract

La presente tesis trata sobre el control de trayectoria de un manipulador robótico translacional multivariable de 2DOF (Two-Degrees-of-Freedoms) que consta de un móvil accionado por una polea y un eslabón articulado en el CG (centro de gravedad) de dicho móvil. Este proceso será controlado mediante la técnica de control por modo deslizante. La acción de control está orientada a controlar el movimiento translacional del móvil y el movimiento angular del brazo que es libre de girar en ambas direcciones. Las metas impuestas en la tesis son: diseño, construcción, modelado, implementación y simulación en tiempo real del sistema, controlado con la ley de control por modo deslizante. Esta ley de control emplea la realimentación no lineal discontinua en una superficie dada que pertenece al espacio estado del sistema. Si una trayectoria de estado originada en esta superficie (como respuesta al comportamiento natural de la dinámica del sistema de lazo abierto) intente desviarse de la misma, entonces actúa una fuerza de control que evita tal desviación. Estudios de simulación demostrarán que las señales de control diseñadas pueden hacer que las salidas sigan eficientemente a trayectorias de referencia arbitraria, tal como se demuestra en los resultados obtenidos en tiempo real. El sistema del manipulador translacional, ha sido construido y diseñado, toman¬do como modelo al sistema del péndulo invertido, debemos de indicar que la idea original de construir y controlar el sistema a nacido en los ambientes de la Sección de Postgrado de la Universidad Nacional de Ingeniería, siendo los gestores del trabajo de investigación, el profesor PhD. Arturo Rojas Moreno los investigadores Ricardo Rodríguez Bustinza y Percey Castillo Casanova. Los resultados de aplicar el con¬trol por modo deslizante al sistema manipulador translacional han sido exitosos, tal como lo demuestran los resultados experimentales expuestos en esta tesis.

The present thesis deals with on the control of trajectory of a multivariable trans¬lational robotic manipulator of 2DOF (Two-Degrees-of-Freedoms) that consists of a motive worked for a pulley and a link articulated in the CG (center of gravity) of this motive. Such a process will be controlled by means of the technique of control sliding. The control action is guided to control the movement translational of the motive and the one angular movement of the arm that is free of rotating in both address. The goals imposed in the thesis are: modelling, implementation and simu¬lation in real time of the system with the law of control sliding. This control law uses the discontinuous non lineal feedback in a given surface that it belongs to the space of the system. If a trajectory of state originated in this surface (as answer to the one natural behavior of the dynamics of the system open loop) he tries to stray of the same one, then a force acts of control that avoids such a deviation, si¬mulation Studies they will demonstrate that the designed control signs can to make that the exits continue efficiently to trajectories of it indexes arbitrary, just as it is demonstrated in the results obtained in real time. The translational robotic manipulator system, it has been designed and built, taking like I model to the system of the invested pendulum, we should of to indicate that the original idea of to build and to control the system to born in the atmospheres of the Section of Graduate degree of the National University of Engineering, being the agent of the work of investigation, the professor PhD. Arturo Rojas Moreno and those investigating Ricardo Rodriguez Bustinza and Percey Castillo Casanova. The results of applying the sliding control to the system manipulator translacional has been successful, just as they demonstrate it the experimental results exposed in this thesis.