CONTROL PREDICTIVO DE UN ROBOT TIPO SCARA

PREDICTIVE CONTROL OF A SCARA ROBOT

Oscar Andrés Vivas Albán¹

1 Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, avivas@unicauca.edu.co

RESUMEN

Este artículo presenta una aplicación eficiente de un control por modelo de referencia sobre un robot de tipo SCARA. El control estudiado es un control predictivo funcional, el que hace uso de un modelo dinámico simplificado del robot. Los ensayos simulados se realizan sobre un robot de cuatro grados de libertad, tipo SCARA. Con el fin de comparar diferentes estrategias de control, se diseña un controlador clásico tipo PID y dos controladores basados en el modelo de referencia. En este último caso el sistema se linealiza y se desacoplada por realimentación, lo que transforma el sistema a controlar en un simple par de integradores. Al sistema lineal y desacoplado resultante se le aplica el control por par calculado y el control predictivo funcional. Los tres controladores estudiados se simulan sobre el robot SCARA con valores numéricos reales. Las pruebas permiten valorar las respuestas de estos controladores en seguimiento de trayectoria, rechazo de perturbaciones y presencia de errores en el modelado con consignas complejas similares a las utilizadas en procesos de fabricación.

Palabras clave: Robots industriales, control de robots, control por modelo de referencia, control predictivo funcional.

ABSTRACT

This paper describes an efficient approach for model based control, applied on a SCARA robot. The studied control is the predictive functional control which uses a simplified dynamical model of the robot. The simulated tests are made on a SCARA type robot, with four DOF. To compare several control strategies, a classical PID control and two model based controllers are designed. In the last case, the model is first linearized and decoupled by feedback, transforming the system into a double set of integrators. Computed torque control and predictive functional control are applied to the linear and decoupled system. The three studied controllers are simulated on the SCARA robot with real numerical values. Tracking performance, disturbance rejection and model robot mismatch are enlightened, using complex machining tasks trajectories and error presence in the modelling with complex features.

Keywords: Industrial robots, robot control, model based control, predictive functional control.

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Recibido el 4 de noviembre de 2005, aceptado el 30 de mayo de 2006