Redundant sensor based control of the 3RRR parallel robot

Marcos, Marga; Cabanes, Itziar; Pinto, Charles; Portillo, Eva

doi:10.1016/j.mechmachtheory.2012.03.004

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“…donde m es la masa de la plataforma, g es la constante de gravedad y D es la matriz de inercia Zubizarreta et al (2012).…”

Section: Obtención De Un Modelo Dinámico Para Las Variablesunclassified

“…Es objetivo de este trabajo, verificar el modelo dinámico del robot 3RRR mediante una estrategia de control simple, por ello se elige un controlador proporcionalderivativo (PD) ya que un modelo dinámico mal diseñado provocaría que tal controlador no funcione adecuadamente, y por otra parte garantiza que otros estrategias de control más completas resultarán realizables. Los resultados de este trabajo se pueden extender a otros estudios relacionados con el control de este mecanismo tal como aparece en Zubizarreta et al (2012). Debe tenerse en cuenta que el modelo dinámico obtenido considera las variables de las juntas actuadas (al menos en las variables de estado), pero también pueden obtenerse los valores para las juntas pasivas.…”

Section: Introductionunclassified

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Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Serrano

Rodrı́guez

Cardona

2018

Rev. iberoam. autom. inform. ind.

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En este artículo se propone una nueva técnica para la obtención de un modelo dinámico de robots 3RRR a partir de un modelo cinemático basado en teoría de screws, la cual permite obtener la cinemática de un robot ya seaésta abierta o cerrada. Primero se obtiene el modelo cinemático de una forma compacta y a partir deéste se llega al modelo dinámico aplicando el método de Euler Lagrange, con ello se transfieren las características de simplicidad y compacidad del modelo cinemático al dinámico. El modelo dinámico se obtiene inicialmente para las juntas actuadas y luego para las coordenadas del efector a través de sus interrelaciones. Para comprobar la efectividad de este desarrollo teórico se prueba el modelo obtenido con un controlador proporcional-derivativo (PD) ya que provee de una estrategia de control simple que luego puede ser extendida a controladores más efectivos.Palabras Clave: Cinemática, Dinámica, Robot Paralelo, Teoría de Screws, Robot 3RRR. Dynamic Model Derivation of a 3RRR Robot Based in Screw Theory AbstractIn this article a technique to obtain a dynamic model of a 3RRR robot from its kinematic model based on screw theory is proposed, which allows to obtain the open or closed robot kinematics. First the kinematic model is obtained in a compact form and then the dynamic model is obtained from the Euler Lagrange method, with this the simplicity and compactness characteristics are transferred to the dynamic model. The dynamic model is obtained initially for the actuated joints and then for the effector coordinates through its interrelations. To prove the effectiveness of this theoretical derivation the obtained model is tested with a proportional-derivative controller (PD) because it provides a simple control strategy that can be extended later to more effective controllers. Keywords:Kinematics, Dynamics, Parallel Robot, Screw Theory, 3 RRR Robot IntroducciónLos robots paralelos o de cadena cinemática cerrada poseen mayor precisión, rigidez, capacidad de carga y desarrollan mayores velocidades que los robots serie o de cadena cinemática abierta, estas ventajas los hacen especialmente atractivos para aplicaciones industriales como la manipulación y almacenaje de piezas. En su contra está el inconveniente de la complejidad en la obtención de sus modelos cinemático y dinámico, así como la dificultad de lograr una representación simple y compacta de los mismos. En la literatura abundan modelos orientados al control cinemático, y es mucho menor el número de publicaciones que abordan el enfoque del control dinámico del robot, siendoéste el que provee mayor robustez y rechazo a perturbaciones. En este trabajo se presenta un procedimiento orientado al control dinámico haciendo uso de la teoría de screws en la fase de modelado. Dicha teoría se ha aplicado en la obtención de modelos cinemáticos compactos para varios tipos de robots paralelos consiguiendo resultados satisfactorios, tal co- * Autor para correspondencia: serranofer@eclipso.eu Este artículo ha sido aceptado para su publicación en un futuro número d...

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“…donde m es la masa de la plataforma, g es la constante de gravedad y D es la matriz de inercia Zubizarreta et al (2012).…”

Section: Obtención De Un Modelo Dinámico Para Las Variablesunclassified

Section: Introductionunclassified

Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Serrano

Rodrı́guez

Cardona

2018

Rev. iberoam. autom. inform. ind.

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“…Tal técnica, primeiramente apresentada em (ZUBIZARRETA et al, 2008), é denominada controle por torque computado estendido. Foi empregada para o controle de mecanismo do tipo pentágono articulado (ZUBIZARRETA et al, 2008), plataforma Stewart-Gough (ZUBIZARRETA et al, 2011;, e mecanismo plano do tipo 3RRR (ZUBIZARRETA et al, 2012) . Em geral, os resultados são melhores com a adição de sensores nas juntas passivas.…”

Section: Estratégias De Controleunclassified

“…Em (ZUBIZARRETA et al, 2013) os ganhos foram ajustados de forma a resultar em sobressinal de 5% e tempo de pico de 0,05s para resposta à degrau para cada uma das variáveis controladas. Em (ZUBIZARRETA et al, 2011(ZUBIZARRETA et al, , 2012, os parâmetros de resposta temporal adotados foram 5% de sobressinal e 0,1s de tempo de pico.…”

Section: Formulação E Sintonização Do Controle Por Torque Computado Eunclassified

“…Aplicando-se a equação 3.39 para a trajetória desejada para o efetuador, Portanto, a forma com que o controle por torque computado estendido vem sendo empregado (ZUBIZARRETA et al, 2008(ZUBIZARRETA et al, , 2011(ZUBIZARRETA et al, , 2012(ZUBIZARRETA et al, , 2013, com ganhos iguais para todas as coordenadas, é teoricamente equivalente ao controle por torque computado tradicional sob a hipótese de pequenos erros de controle. Na prática, em que existem erros de modelagem, a diferença de desempenho do controlador por torque computado estendido é consequência da medição direta de variáveis redundantes.…”

Section: Análise E Aprimoramento De Formulações De Estratégias De Conunclassified

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Modelagem dinâmica e controle de robô manipulador de arquitetura paralela assimétrica de três graus de liberdade.

Almeida¹

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Ad scientiam AGRADECIMENTOSAo meu orientador, prof. Tarcisio, pelas valiosas instruções, pela inesgotável paciência e por sempre acreditar que meu trabalho traria frutos para a árvore do conhecimento.Aos meus pais, pelo contínuo apoio e pela liberdade que sempre me deram para seguir meu próprio caminho.A todos que me ajudaram a multiplicar o escasso tempo que eu tinha disponível para o desenvolvimento deste trabalho. Em especial, à minha cunhada Martha, por cuidar de meu filho, ao Marco D'Elia do IPT, por me permitir cumprir um horário de trabalho flexível no IPT, e ao Roberto Oshiro e ao Renato Yamassaki do GMSIE POLI-USP, por providenciarem periféricos e conexão de rede para meu computador.Aos colegas de trabalho e amigos do IPT (incluindo ex-ipeteanos) e do GMSIE POLI-USP, que me incentivaram e que positivamente me cobravam sobre o andamento de meu trabalho. Em especial, ao Roberto Romano e ao Walter Ponge.Ao meu filho, Pedro, que em sua tenra idade compreendeu que eu precisava dedicar mais tempo ao trabalho que à família nesses últimos tempos. E, finalmente, à minha querida esposa, Paula, que está sempre ao meu lado nos mais variados caminhos que percorremos e com quem sempre posso compartilhar minhas dificuldades para ganhar força e seguir adiante. RESUMOEste trabalho trata da modelagem dinâmica e do projeto de sistemas de controle para um robô manipulador de arquitetura paralela assimétrica de três graus de liberdade, correspondente a três translações de seu efetuador no espaço tridimensional, concebido para tarefas de pega-e-põe (pick-and-place). Dentre os desenvolvimentos teóricos, procurou-se estender, para toda gama de robôs paralelos e topologicamente assimétricos, a abrangência dos procedimentos aplicados inicialmente a este caso específico. ABSTRACTThis work deals with the dynamic modeling and the design of control systems for an asymmetric parallel manipulator robot with three degrees of freedom, related to three translations of its end-effector in the tridimensional space, conceived for pick-andplace tasks. Among the theoretical developments, one of them was the extension of the proposed procedures, initially applied to this specific case, to the whole class of topologically asymmetric and parallel mechanisms. The Lagrange Method and the Principle of Virtual work were employed in order to build dynamic models based on rigid body assumption with either lumped or distributed mass simplification hypothesis. For the controllers' design, computed torque and extended computed torque techniques were used. The formulations of such techniques were elaborated in order to allow the calculation of the control efforts to be executed equivalently both on the actuators coordinates and on the end-effector coordinates, in accordance with the dynamic response requirements defined for the robot. These requirements may be even anisotropic, what is considered to be more suitable for asymmetric parallel robots. Particularly about the analyzed robot, the effects of dynamic model simplification and controller discretiza...

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Experimental Characterization of Self-excited Vibration of a 3-ṞRR Parallel Robot

Liu

Qiu

et al. 2014

Intelligent Robotics and Applications

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Redundant sensor based control of the 3RRR parallel robot

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Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Modelagem dinâmica e controle de robô manipulador de arquitetura paralela assimétrica de três graus de liberdade.

Experimental Characterization of Self-excited Vibration of a 3-ṞRR Parallel Robot

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