Facultad Ingeniería Electrónica y Mecatrónica

Laboratorio 11

Control monoarticular Objetivo:

- Desarrollar un modelo para control monarticualr - Analizar la dinámica del control monarticualr - Evaluar las acciónes de pre alimentación y realimentación.

Marco teórico. El objetivo del control dinámico es generar a partir de la especificación de la trayectoria deseada para la articulación el voltaje de control, tal que la evolución de la trayectoria real se aproxime a la deseada. El control de un robot puede ser tratado como el control de “n” ejes independientes incluyendo en el par perturbador τp el efecto de parámetros no constantes expresados en la ecuación

•••••

+++= qFqcqqHqqD v)(),()(τ En la figura 1. Se muestra el diagrama de bloques del sistema de accionamiento de un robot y la unidad de control necesarios para vencer la inercia y par perturbador.

Figura 1 Diagrama de bloques del sistema de accionamiento.

El diagrama de bloques para la articulación puede simplificarse como el indicado en la figura 2.

Figura 2 Diagrama de bloques de la articulación

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El modelo de la articulación responde a la función de transferencia:

BJs

q

+=

•

1τ

onde J y B se obtienen a partir de los valores estimados, incluyendo el ruido. D

Figura 3 Diagrama de bloques del control monoarticular

rocedimiento. el diagrama de bloques del simulador del control monoarticular en el entorno

P

1. Construirdel simulink de matlab.

Figura 4 Diagrama de bloques del simulador del control monoarticular

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Considerar los siguientes valores:

=1, B=0, K=1, nR= 0.5

l desarrollo se hará de modo que se puedan activar o desactivar 3 acciones de manera

Los 3 b R(s) tendran las siguients consideraciones: es necesario tener un

ad

J Eindependientes, mediante señales binarias:

0: bloque activado 1: bloque activado loques F1(s), F2(s) y

- F1(s): responde al modo inverso de la articulación. No conocimiento preciso de B, J Y K. En la simulación se incluirá cierta incertidumbre.

- Para generar el modelo inverso se dispondrá de la trayectoria deseada qd, la velocidVd y la aceleración Ad.

( )BJsK

sF +=1)(1

- R(s) será un controlador PID con una función de transferencia

sKs

KKsR d

ip ++=)(

- F2(s) Deberá compensar las perturbaciones Tp independientemente de su origen.

2. Construir el bloque F1(s) de prealimentación por inversión del modelo según se indica,

usando un subsistema atómico. Observe la señal de activación F1.

Figura 1. Diagrama de bloques F1(s) de prealimentación por inversión del modelo

3. Construir el bloque F2(s) prealimentaci para compensación de la perturbación. Este

ónbloque divide el par perturbador entre la ganancia estimada.

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Figura 2. Diagrama de bloque F2(s) prealimentación para compensación de la perturbación

4. Construir el bloque R(S) para el controlador PID. Observe la función de activación.

Figura 3. Diagrama de bloques R(S) para el controlador PID

5. Construir el bloque que implementa la articulación.

En la caja de dialogo eliminar el cehck de verificación del parámetro “show port labels” de los subsistemas J’ y B’. El rango de la variable “Uniform Randon Number” debe ser –J*nr hasta J*nR. Elegir el valor de nR 0 o 0.5 según sea el caso. (Un valor bajo es 1x10-15 )

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Figura 4. Diagrama de bloques de la articulación y detalles de J y B.

6. Construir el bloque para la articulación incluyendo ruido uniforme con amplitud nR.

Figura 5. Diagrama de bloques del generador de trayectoria parabólica

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Figura 6. Diagrama de bloques del generador de trayectoria senoidal

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