Resum
La identificació dels paràmetres dinàmics que constitueixen el model dinàmic
d’un robot manipulador té per objecte l’estimació de valors precisos d’aquests paràmetres
a partir de mesures experimentals del moviment del robot, sent aquest l’únic procediment
pràctic que permet l’obtenció de valors fiables quan el sistema mecànic presenta una
mínima complexitat. La importància de la indentificació de paràmetres dinàmics es
manifesta especialment tant en aplicacions de control per dinàmica inversa com a la
simulació dinàmica. En aquesta tesi, s’aborda la identificació de paràmetres dinàmics,
tant des del punt de vista teòric com experimental, en robots manipuladors amb
configuració de cadena cinemàtica oberta.
D’una banda, es desenvolupa el model dinàmic del robot manipulador a partir de
les equacions de la dinàmica d’acord al formalisme de Gibbs-Appell. Per això,
s’assumeix el robot constituït per barres rígides i es modela independetment el
comportament dinàmic dels actuadors. Es consideren, així mateix, alguns models de
fricció lineals respecte als seus coeficients amb l’objecte de modelar els fenòmens de
fricció a les articulacions. Posteriorment, les equacions que constitueixen el model
dinàmic són reescrites en forma lineal respecte als paràmetres dinàmics a identificar i en
forma matricial, a fi de permetre la posterior aplicació de tècniques numèriques tant
d’anàlisi i reducció com de resolució del sistema d’equacions així constituït.
D’una altra banda, es tracten alguns aspectes fonamentals de la identificació de
paràmetres dinàmics tant a nivell teòric com pràctic. Així, s’aborda la generació de
trajectòries optimitzades, per a la qual es recorre a la parametrització d’aquestes
mitjançant sèries finites de Fourier, la qual cosa permet beneficiar-se del caràcter periòdic
d’aquestes. Així mateix, es proposa un procediment per a la resolució del sistema
d’equacions mitjançant el qual s’assegura la factibilitat física dels paràmetres dinàmics
identificats. Aquest procediment es basa en l’aplicació de tècniques d’optimització no
lineal amb restriccions no lineals.
Finalment, es plantegen dos mètodes d’identificació: el primer d’ells d’acord a
l’esquema d’identificació directe, mentre que el segon és una combinació entre els
esquemes d’identificació directe i indirecte.
Tant el model dinàmic del robot manipulador com els distints mètodes
d’identificació proposats al llarg de la tesi són validats mitjançant la seua aplicació
experimental a la identificació dels paràmetres dinàmics d’un robot manipulador
industrial PUMA 560 dotat d’una arquitectura de control oberta. Els resultats obtinguts
permeten extraure algunes conclusions respecte a la implementació pràctica d’aquests.