Seguimiento de Trayectorias en Robots Manipuladores: Revisión de Soluciones y Nuevas Propuestas

Abstract

[ES] El problema del seguimiento de trayectoria en robots manipuladores ha sido abordado aplicando una gran variedad de controladores, desde estructuras sencillas basadas en PD hasta otras más complejas basadas en controladores adaptativos y robustos. Estas últimas técnicas presentan inconvenientes como la presunción de ciertas cotas en los términos de la ecuación dinámica del robot o la no inclusión de las ligaduras del sistema en el algoritmo de control. En el presente trabajo se hace una revisión de las técnicas clásicas de control de manipuladores y se introduce un conjunto de técnicas novedosas de control robusto y de control predictivo, con las que se evitan los problemas comentados. En particular se describe un controlador con una acción robusta autoadaptativa, necesaria para evitar los errores en la cancelación de términos no lineales de la dinámica del robot. Este esquema es mejorado mediante técnicas predictivas que permiten la inclusión de las ligaduras de movimiento del robot en el algoritmo de control. Se incluyen resultados reales y en simulación en un robot PUMA-560 de Unimation que prueban la bondad de dichos controladores.

[EN] The tracking problem in robot manipulators has been afforded by applying a great variety of controllers, since easy designs based on PD controllers until complex control designs based on adaptive and robust algorithms. These last techniques show some drawbacks, i.e., some bounds in the robot dynamics have to be considered or the controller does not afford with the system constraints. This work makes a revision of the existing classical control techniques for manipulators and proposes a new set of robust and predictive controllers in order to avoid the mentioned problems. Particularly, a self-adaptive robust controller is described which avoids the error produced by an inexact cancellation of the nonlinear dynamics terms. This controller is improved by means of predictive algorithms that include the robot constraints in the control law. This work includes real and simulation results of a PUMA-560 arm of Unimation, which prove the satisfactory performance of the proposed controllers.