Control para seguimiento de trayectorias cartesianas en robots manipuladores

Abstract

[EN] This article addresses Cartesian control for trajectory tracking of robot manipulators. The desired trajectories are proposed in Cartesian space. Through inverse kinematics, the desired trajectories in the joint space are obtained. From this relationship, the desired joint velocities and accelerations are obtained, where differential kinematics is also used. The dynamic model is obtained using the Euler-Lagrange equations of motion. The objective of trajectory tracking of robot manipulators is achieved using only position measurements as feedback, thus omitting the use of filters and velocity observers. Semiglobal asymptotic stability is proved in the Lyapunov sense for the case of joint space trajectories and local asymptotic stability for trajectories in Cartesian space. The results are illustrated through numerical simulations in a two-degree-of-freedom robot and the experimental validation in a SCARA robot.

[ES] En este artículo se aborda el control cartesiano para seguimiento de trayectorias en robots manipuladores. Las trayectorias deseadas se proponen en espacio cartesiano. Mediante la cinemática inversa se obtienen las trayectorias deseadas en espacio articular; a partir de la cinemática diferencial, se obtiene el jacobiano el cual sirve para obtener las velocidades y aceleraciones articulares deseadas. El modelo dinámico se obtiene mediante las ecuaciones de movimiento de Euler-Lagrange. El objetivo de seguimiento de trayectorias en el espacio cartesiano o articular se logra utilizando solamente mediciones de posición como retroalimentación, por lo que se omite el uso de filtros y observadores de velocidad. Se prueba estabilidad asintótica global en el sentido de Lyapunov para el caso de trayectorias articulares y estabilidad asintótica local para trayectorias en espacio cartesiano. Se ilustran los resultados mediante simulaciones numéricas en un robot de dos grados de libertad y la validación experimental en un robot SCARA.