PDF superior Control de Movimiento de Robots Manipuladores(RAFAEL KELLY

Control de  Movimiento de Robots Manipuladores(RAFAEL KELLY

Control de Movimiento de Robots Manipuladores(RAFAEL KELLY

El objetivo de control de posición pura de robots manipuladores (cuyo modelo dinámico incluye el término de pares gravitacionales g(q)), se resuelve en forma global por el contr[r]

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Ambiente para control de movimiento de robots

Ambiente para control de movimiento de robots

En el problema del robot el espacio de observaci´ on ser´ıan las posibles posiciones que el mismo podr´ıa tener, las cuales eran un n´ umero tan grande que se podr´ıan aproximar a infinitas. El espacio de acciones estaba definido por los valores que pod´ıan tomar los pares ordenados compuestos por un movimiento y un tiempo. La cantidad de movimientos que hab´ıa era 10 (los cuales hab´ıan sido dise˜ nados en base a la caminata humana) y el tiempo no estaba limitado, pero se podr´ıa limitar en unos 5 segundos continuos de accionar de los motores. Como consecuencia, se tendr´ıa un espacio de acci´ on de tama˜ no 1000 ((5s / 50 ms) * 10 movimientos). Un n´ umero grande, pero no demasiado. Sin embargo cuando el espacio de observaci´ on y el de acciones es tan grande, cualquiera de los dos podr´ıa considerarse como infinito y un problema de control con espacio de observaci´ on y de acci´ on infinito es muy dif´ıcil de atacar. Lo que uno deber´ıa tratar de hacer es convertir ambos espacios o al menos uno de ellos en una cantidad finita peque˜ na.
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Control descentralizado de formación y movimiento coordinado de robots móviles tipo uniciclo

Control descentralizado de formación y movimiento coordinado de robots móviles tipo uniciclo

En el presente documento se proponen tres controladores descentralizados de formación y movimiento coordinado para un sistema multi-agente, los cuales están basados en métodos propuestos en la literatura, tales como métodos de teoría de grafos, Líder-Seguidores y basados en comportamiento, mientras que la descentralización del controlador ofrece autonomía para cada agente del conjunto, además que requiere de menos esfuerzo computacional en la imple- mentación del control. El sistema multi-agente empleado en este estudio está constituido por P = 1 + N robots móviles tipo uniciclo, es decir un líder y N seguidores, los cuales deberán mantener una formación rígida mientras siguen una trayectoria generada por el agente líder. En este documento la linealización entrada-salida es aplicada para descomponer las dinámicas no lineales de cada robot en sistemas con dinámicas lineales de segundo orden. Mientras que, dada una transformación de coordenadas del i -ésimo sistema, la dinámica interna se vuelve no observable y no controlable, sin embargo la dinámica cero es estable.
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Detección del movimiento ocular para control de robots

Detección del movimiento ocular para control de robots

Por supuesto, queda sin resolver el objetivo más claro de este proyecto, que es mover un robot a partir de las señales suministradas a partir de las imágenes. Este es realmente el objetivo más fácil de resolver, ya que habrá que diseñar un programa que tome los vectores definidos en MATLAB y escritos en un fichero, y a partir de ellos pueda guiar los movimientos al robot. Eso se puede hacer a partir de la planificación de trayectorias del propio robot, y desde ahí definir los puntos a los que se tiene que mover el robot. El movimiento a diseñar sería progresivo, es decir, que desde un punto, se utilizará el vector para calcular el siguiente. De ninguna manera se intentará que los vectores sean siempre los que definan al punto que va el fin del robot desde una referencia fija.
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Control de trayectoria de robots manipuladores móviles utilizando retroalimentación linealizante

Control de trayectoria de robots manipuladores móviles utilizando retroalimentación linealizante

Los primeros m´etodos de control existentes tratan al MM como un sistema donde in- teract´uan una base m´ovil y un manipulador de manera aut´onoma uno del otro, podemos nombrar a Yamamoto (Yamamoto y Yun, 1992) donde el control se realiza con el manipu- lador fijo mientras la base se desplaza, o el m´etodo planteado por Dubowsky (Dubowsky y Vance, 1989) o Fukuda (Fukuda et al., 1992) donde la base primero se encuentra fija mientras el manipulador realiza la acci´on de posicionamiento y luego la base se desplaza, estos tipos de m´etodo de control son muy lentos y pocos eficaces en cuanto a estabilidad y posicionamiento. Luego, el control y planificaci´on de trayectoria se plante´o de forma paralela pero independiente como el m´etodo utilizado por Sugar (Sugar y Kumar, 1998) para traslado de objetos o para evasi´on de obst´aculos en ambientes din´amicos como fue planteado por Ellekilde (Ellekilde y Christensen, 2009) , y aunque este tipo de m´etodos es efectivo y converge de manera m´as r´apida, no toma en cuenta el efecto que produce el mo- vimiento de la base sobre el posicionamiento del brazo, y a su vez el efecto del movimiento del brazo sobre la posici´on de la base, lo cual introduce una perturbaci´on al sistema que constantemente debe ser corregida.
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Control jerárquico de robots manipuladores basado en lazos internos de velocidadHierarchical control of robot manipulators based on velocity inner loops

Control jerárquico de robots manipuladores basado en lazos internos de velocidadHierarchical control of robot manipulators based on velocity inner loops

operacional (Canudas et al., 1996; Sciavicco y Siciliano, 2000). Una estrategia para lograr control en el espacio operacional es a trav´ es del control cinem´ atico. Suponiendo que una trayectoria deseada de posici´ on y orientaci´ on es especificada, el problema del control cinem´ atico consiste en encontrar una trayectoria en el espacio articular que reproduzca el mismo movimiento (Siciliano, 1990). Una soluci´ on al problema de control cinem´ atico realizada fuera de l´ ınea consiste en una reconstrucci´ on en lazo abierto de las variables articulares por medio de integraci´ on de la cinem´ atica diferencial. Sin embargo, este m´etodo no es eficiente debido a la deriva num´erica (Sciavicco y Siciliano, 2000). Para responder a esta desventaja, una versi´ on en lazo cerrado de la inversi´ on cinem´ atica diferencial para la resoluci´ on de la velocidad o aceleraci´ on debe ser usada (Canudas et al., 1996). No obstante, dado que las posiciones, velocidades y aceleraciones articulares no pueden ser usadas como entradas para el robot, el uso del control cinem´ atico requiere del dise˜ no de un algoritmo de control apropiado para calcular los pares, los cuales son la entrada natural para el robot.
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CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL DEPARTAMENTO DE CONTROL AUTOMÁTICO Control Visual de un Robot Paralelo Plano Sobreactuado

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL DEPARTAMENTO DE CONTROL AUTOMÁTICO Control Visual de un Robot Paralelo Plano Sobreactuado

La información visual en lazos de control retroalimentados representa una solución atractiva para el control de posición y movimiento de robots autónomos encontrados en ambientes no estructurados. Existen dos clasificaciones para la configuración de control visual, estas son: cámara fija y cámara en mano. En sistemas robóticos con cámara fija, un sistema de visión se localiza respecto a un marco coordenado de referencia y captura imágenes tanto del robot como de su espacio de trabajo (Fig. 3.1). El objetivo es mover el robot en forma tal que su órgano terminal alcance un objeto o una posición deseada [17]. En contraste, en la configuración cámara en mano una cámara es montada en el robot proporcionando información visual del espacio de trabajo. El objetivo de esta aproximación es mover el robot de tal forma que la proyección de un objeto estático o en movimiento esté siempre en una posición deseada en la imagen dada por la cámara.
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Construcción de dos robots manipuladores para su aplicación en sistemas multirobot

Construcción de dos robots manipuladores para su aplicación en sistemas multirobot

Este trabajo presenta el diseño de un sistema cooperativo de dos manipuladores robóticos de cinco grados de libertad con articulaciones de revolución, a partir de las ecuaciones de cinemática inversa y cinemática directa. El control se basa en la aplicación directa entre la tarjeta Arduino y el software de LabView, tomando en consideración la flexibilidad que se pueda tener cuando se utilice la reconfiguración para diferentes tareas asignadas. Se presentan las ecuaciones para sintetizar mecanismos de las dimensiones especificadas, siendo un aspecto importante dentro del establecimiento de los diferentes parámetros para el movimiento de cada una de las mismas. Para el movimiento de cada servomotor se aplica una señal PWM (pulse width modulation) que sirve para posicionar en diferentes ángulos a los diferentes eslabones del mecanismo.
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Modelación, identificación y control de robots móviles

Modelación, identificación y control de robots móviles

Se realizó el diseño, la identificación y validación del modelo dinámico del robot móvil Pioneer P3-AT, el mismo que fue utilizado en los algoritmos de control propuestos. Además se desarrolló algoritmos de control para resolver los problemas de movimiento de un robot móvil, tales como: control de posicionamiento, seguimiento de trayectoria y seguimiento de caminos. El diseño de los algoritmos de control se basa en dos subsistemas, un controlador cinemático, el mismo que cumple con los objetivos de la tarea; y un controlador dinámico que compensa la dinámica del robot móvil. Además se probó la estabilidad del sistema de control propuesto basado en la Teoría de Lyapunov, concluyendo que los errores de control convergen a cero asintóticamente en ausencia de incertidumbres en el modelo. Finalmente los resultados experimentales muestran que los controladores implementados tienen un buen desempeño y se llega al cumplimiento de los objetivos de control.
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Control PD con compensaciòn precalculada para robots manipuladores-Edición Única

Control PD con compensaciòn precalculada para robots manipuladores-Edición Única

1 Introducción 1 2 Modelado dinámico y propiedades 5 2.1 Modelado dinámico 6 2.1.1 Ecuaciones de movimiento de Lagrange 6 2.1.2 Ecuación dinámica de robots de n g.d.l 6 2.2 Propiedades 8 2.3 Casos de estudio 11 2.3.1 Articulación rotacional 12 2.3.2 Robot manipulador de 2 g.d.l 13 2.3.3 Robot manipulador de 3 g.d.l 15 3 Control PD con compensaci6n precalculada de una articulación

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Teleoperación Trilateral con Retardo de  un Robot Móvil

Teleoperación Trilateral con Retardo de un Robot Móvil

Por otro lado, varias aplicaciones, incluyendo la rehabilitación, entrenamiento quirúrgico y seguridad [12, 13], requieren de múltiples usuarios en lugar de un solo operador, para con- trolar el movimiento de los robots esclavos. Además, la teleoperación multilateral propor- ciona capacidades tales como aumento de la destreza, la mejora de la carga, la redundancia y la capacidad de manejo, entre otros. Uno de estos sistemas implican dos robot maestros y un solo robot móvil esclavo dirigido a la formación de los operadores humanos para apren- der el manejo de máquinas. En este caso, la autoridad sobre el robot móvil es compartida entre los operadores que utilizan un factor dominante. Este tipo de sistema es una extensión del sistema tradicional de teleoperación bilateral, pero que incluye dos usuarios que tra- bajan en colaboración y en forma simultánea desde diferentes ubicaciones en un entorno remoto compartido, a través de un robot móvil para realizar una tarea determinada. En el estado del arte sobre la teleoperación de robots trilateral, existen pocos trabajos que tienen en cuenta todos los retardos de tiempo de estos sistemas. Algunos de ellos son de control ba- sado en pasividad [14], donde se añaden los observadores y controladores de pasividad para mantener en el sistema la energía limitada; y el esquema de control difuso adaptativo[15]. Es importante señalar el resultado obtenido en [16], donde se ha propuesto una arquitectura de control trilateral para el sistema de teleoperación de doble maestro y un esclavo conside- rando la dinámica no lineal de robots manipuladores y retardo de tiempo variable limitado en los canales de comunicación. Este trabajo es interesante, ya que se utilizan controladores sencillos P + d, y se propone un factor de dominio explícito. Sin embargo, tal esquema de control no se puede aplicar de manera directa a la teleoperación trilateral retardada de un robot móvil, debido a que las conexiones entre los robots manipuladores y el robot móvil dificultan el análisis de la energía dentro del sistema. Es decir, la aplicación de los controla- dores P + D para un teleoperación trilateral de un robot móvil requiere un nuevo análisis de estabilidad con el fin de evaluar cómo se deben establecer los parámetros de control para asegurar un comportamiento estable de todo el sistema retardado.
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Controlador neuro difuso para aplicaciones colaborativas simples en robótica

Controlador neuro difuso para aplicaciones colaborativas simples en robótica

2.1.1 Sistema de navegación Para lograr el movimiento de los robots, se propuso la topología para el control de la navegación autónoma de los robots mostrado en la Figura 2.1, el cual co[r]

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Desarrollo de un Sistema de Generación de Movimiento para Robots Humanoides

Desarrollo de un Sistema de Generación de Movimiento para Robots Humanoides

El sistema de generaci´on de movimiento desarrollado en esta tesis se denomina OSCR, las cua- les son siglas que provienen del ingl´es Operational Space Control for redundant Robots (que en espa˜nol ser´ıa control en el espacio operacional para robots redundantes), debido a que im- plementa estrategias de control cinem´atico para robots redundantes, siendo los robots humanoi- des un caso especial. El sistema desarrollado se encuentra disponible de forma open source en https://github.com/oeramosp/oscr . Este cap´ıtulo presenta los fundamentos te´oricos utiliza- dos en este sistema, siendo el principal aporte la descripci´on completa de la metodolog´ıa empleada, con suficiente detalle como para poder replicarla en alguna otra aplicaci´on. Este aporte se debe a que actualmente no existen libros sobre robots redundantes de base flotante, y la informaci´on se encuentra solo en art´ıculos cient´ıficos. As´ı, en la actual literatura de rob´otica muchos de estos con- ceptos se dan por sobreentendidos, y quienes intentan desarrollar algoritmos de control cinem´atico se encuentran con el problema de no disponer de fuentes que expliquen c´omo se obtienen estos resultados, c´omo se aplican, o c´omo pueden ser extendidos.
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Control adaptable para robots manipuladores

Control adaptable para robots manipuladores

El control adaptativo se presenta como una de las alternativas m´as eficientes para hacer con- trol autom´atico. Por ejemplo controlar el movimiento de un robot as´ı como tambi´en el control de procesos industriales. Mientras en el control cl´asico los sistemas a considerar son lineales y de par´ametros invariantes en el tiempo, en el control adaptativo se consideran sistemas con par´ametros variantes en el tiempo. Debido a esto se tiene la posibilidad de comparar el desempe˜ no presente del sistema con el desempe˜ no ´optimo o deseado, ya que se tiene informaci´on permanente del mismo. De esta manera es posible identificar continuamente el proceso. Todo lo anterior se logra gracias a que los par´ametros del sistema se ajustan autom´aticamente.
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Control PD con compensación precalculada para robots manipuladores

Control PD con compensación precalculada para robots manipuladores

1 Introducción 1 2 Modelado dinámico y propiedades 5 2.1 Modelado dinámico 6 2.1.1 Ecuaciones de movimiento de Lagrange 6 2.1.2 Ecuación dinámica de robots de n g.d.l 6 2.2 Propiedades 8 2.3 Casos de estudio 11 2.3.1 Articulación rotacional 12 2.3.2 Robot manipulador de 2 g.d.l 13 2.3.3 Robot manipulador de 3 g.d.l 15 3 Control PD con compensaci6n precalculada de una articulación

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Control visual de robots manipuladores

Control visual de robots manipuladores

El control de robots manipuladores empleando información visual es conocido como visual servoing (control servo visual), que consiste en extraer los rasgos distintivos de la imagen (robot y objetos deseados), tales como centros geométricos, contornos, vértices, etc., y utilizarlos en el lazo de control para cumplir con determinados objetivos de posicionamiento del extremo nal del robots en la pantalla de la computadora. Generalmente, en el control servo visual o control visual se emplea un sistema de visión compuesto por una cámara de video CCD, tarjeta de procesamiento de imágenes (frame-grabber) y procesamiento de imágenes para encontrar la posición en coordenadas cartesianas del extremo nal del robot con respecto a un sistema de referencia colocado en el monitor de la computadora. Mediante proyecciones de traslación y rotación es posible conocer la ubicación cartesiana del robot respecto al sistema de referencia de la base del robot, así como sus correspondientes coordenadas articulares usando la cinemática inversa. Las conguraciones que se pueden dar entre el sistema de visión y un robot manipulador son cámara ja y cámara en mano. En la primera la cámara de video CCD es ubicada fuera del espacio de trabajo del robot manipulador tomando escenas del movimiento del robot, el usuario dene un punto deseado (coordenadas en píxeles constantes en el monitor de la computadora) y mediante procesamiento básico de imágenes se obtiene la posición del extremo nal del robot, esto genera la señal de error de posicionamiento visual. Por lo que, el objetivo de control consiste en lograr que el error de posición visual tienda a cero en forma asintótica, conforme el tiempo evoluciona a innito. En otras palabras, lograr que la proyección del extremo nal del robot sobre el monitor de la computadora se posicione en los píxeles deseados. Para la segunda conguración (cámara en mano) consiste en colocar la cámara de video CCD en el extremo nal del robot, de tal forma que la cámara tendrá el mismo movimiento que tenga el robot manipulador proporcionando imágenes de los objetos que se encuentran en el espacio de trabajo del robot. El objetivo de control consiste en colocar la cámara (extremo nal del robot) sobre un objeto deseado.
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Técnicas de control para robots manipuladores con flexibilidad en la articulación

Técnicas de control para robots manipuladores con flexibilidad en la articulación

Rafael Martínez Guerra, miembro externo del Jurado en mi examén de grado, por su constante esfuerzo en la investigación del Control de Robots manipuladores... Sea u(x) ¡a retroaliment[r]

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Tribología en robots manipuladores: fundamentos, efectos, modelado y simulación

Tribología en robots manipuladores: fundamentos, efectos, modelado y simulación

A lo largo de éste trabajo de tesis se dieron a conocer los principales modelos de fricción comúnmente utilizados, así como ciertas estrategias que implican consideraciones más complejas y que describen los avances más recientes en tribología. Se tomaron en cuenta la mayor parte de consideraciones posibles de éste fenómeno, así mismo los fundamentos de los modelos clásicos, estáticos y dinámicos, además de los distintos efectos que produce la fricción en los sistemas electromecánicos para cada uno de los modelos presentados en éste trabajo de investigación, y con ello conseguir su posterior simulación digital, para que de esta manera se tuviera la oportunidad de analizar los resultados de las influencias tribológicas aplicadas a un sistema masa-resorte, que describe adicionalmente un efecto inercial y elástico. Sin embargo, la tendencia del estudio de los fenómenos tribológicos en sistemas electromecánicos tiene mayor interés en el desempeño de un robot manipulador, para nuestro caso de estudio se tomo en consideración uno con dos grados de libertad, con desempeño planar y con influencia del vector de fuerzas gravitacionales. Siendo así el objetivo fundamental de este trabajo, con lo cual concluimos que la fricción es un fenómeno físico inherente presente en todo sistema dinámico, y que produce distintos efectos en el sistema, tales como son el desgaste en los actuadores, en transmisiones mecánicas, articulaciones y propicia comportamientos indeseables en el sistema de control, mismo que puede tomar en consideración los modelos más avanzados de fricción y así compensar o inyectar de manera artificial dichos efectos, logrando con ello beneficios palpables en la práctica. De esta manera es posible evitar errores de posición, velocidad y fuerza de contacto, así como dificultades en el seguimiento de trayectorias dentro del espacio de trabajo.
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Aplicación de las Redes Neuronales al Reconocimiento de Objetos en Robots Manipuladores

Aplicación de las Redes Neuronales al Reconocimiento de Objetos en Robots Manipuladores

El primer robot humanoide de Honda, P1 fue de 6 pies y 2pulgadas de altura, y 386 libras. P2 mejorado con un diseño más amigable, la mejora de caminar, subir y bajar escaleras, y movimientos automáticos inalámbricos. El modelo P3 fue aún más compacto, de 5 pies y 2 pulgadas de altura y un peso de 287 libras. ASIMO es la culminación de dos décadas de investigación en robótica humanoide por los ingenieros de Honda, este robot androide puede correr, caminar en pendientes y superficies irregulares, girar suavemente, subir escaleras, y alcanzar y agarrar objetos, también puede comprender y responder a comandos de voz simples, tiene la capacidad de reconocer la cara de un grupo seleccionado de personas, usando una cámara como sus ojos, puede asignar su entorno y registrar los objetos estacionarios, también puede evitar los obstáculos en movimiento a medida que avanza a través de su medio ambiente.
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Diseño de algoritmos de controladores conmutados H~ aplicados a manipuladores con fricciónSwitched H8-controlalgorithms’ design with application to manipulators with friction

Diseño de algoritmos de controladores conmutados H~ aplicados a manipuladores con fricciónSwitched H8-controlalgorithms’ design with application to manipulators with friction

En este trabajo de tesis se presenta una propuesta de extensión del algoritmo de control para una clase de sistemas no lineales discontinuos, considerando solamente retroalimentación de salida. Utilizando la teoría existente para sistemas no suaves, en específico para la solución del problema de seguimiento de trayectoria en robots manipuladores modelados con fricción dinámica de Dahl, se propone un controlador estático de naturaleza conmutada dirigido al modelo de fricción estático de Coulomb, aprovechando que el modelo de Coulomb es un caso límite del modelo de Dahl cuando el parámetro de rigidez tiende a infinito. En primer lugar, se presenta un estudio de la aplicación experimental del controlador en su versión suave a un sistema subactuado, un helicóptero subactuado de
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