Evaluación del desempeño de diversos controladores avanzados aplicados a un robot manipulador tipo SCARA

Este artículo presenta una evaluación del desempeño de varios controladores avanzados aplicados al control cartesiano de un robot manipulador de cuatro grados de libertad, tipo SCARA. Inicialmente se expresa el modelo dinámico del robot, para posteriormente implementar en simulación diversos tipos de controladores. Algunas simulaciones no están basadas en modelos como el PID; otras, en cambio, se basan en modelos como el control por par calculado, el control robusto, el control predictivo, el control PID multivariable y el control por modos deslizantes. Se realiza una evaluación del desempeño de estos controladores probando diversas trayectorias cartesianas de tipo industrial, así como sus respuestas ante perturbaciones y ante cambios en los valores de los parámetros dinámicos.

This article presents an evaluation of performance of several advanced controllers applied to the operational control of four degrees of freedom SCARA robot. First the dynamic model of the robot is presented. Then, several controllers are designed, beginning by classical PID controller that is not based on a mathematical model. Then, model based control approaches are analyzed, like the computed torque control, robust and predictive control, multivariable PID, and sliding control. Several operational industrial trajectories are tested, as soon as the robustness with respect to external disturbances or model robot mismatch.

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Resumen

Español Este artículo presenta una evaluación del desempeño de varios controladores avanzados aplicados al control cartesiano de un robot manipulador de cuatro grados de libertad, tipo SCARA. Inicialmente se expresa el modelo dinámico del robot, para posteriormente implementar en simulación diversos tipos de controladores. Algunas simulaciones no están basadas en modelos como el PID; otras, en cambio, se basan en modelos como el control por par calculado, el control robusto, el control predictivo, el control PID multivariable y el control por modos deslizantes. Se realiza una evaluación del desempeño de estos controladores probando diversas trayectorias cartesianas de tipo industrial, así como sus respuestas ante perturbaciones y ante cambios en los valores de los parámetros dinámicos.

Inglés This article presents an evaluation of performance of several advanced controllers applied to the operational control of four degrees of freedom SCARA robot. First the dynamic model of the robot is presented. Then, several controllers are designed, beginning by classical PID controller that is not based on a mathematical model. Then, model based control approaches are analyzed, like the computed torque control, robust and predictive control, multivariable PID, and sliding control. Several operational industrial trajectories are tested, as soon as the robustness with respect to external disturbances or model robot mismatch.