Control de Fuerza de Robots Manipuladores Basado en Observadores Proporcionales Integrales Generalizados
DOI:
https://doi.org/10.1016/j.riai.2016.01.004Palabras clave:
Control de fuerza, Control de posición, manipuladores robóticos, observadores de estados, control robustoResumen
En este trabajo se presenta el diseño de un controlador lineal robusto para el seguimiento simultáneo de posición y fuerza de robots manipuladores completamente actuados. Las no linealidades aditivas, posiblemente dependientes del estado, se modelan como una perturbación variante en el tiempo absolutamente acotada. Los observadores Proporcionales Integrales Generalizados (GPI, por sus siglas en inglés) son capaces de estimar esta perturbación desconocida y un cierto número de sus derivadas temporales de forma aproximada, aunque arbitrariamente cercana. Esta estimacińo del controlador para cancelar los efectos de los términos desconocidos. Hasta donde los autores saben, los observadores GPI no se han utilizado para el control de fuerza de robots manipuladores. Se presenta un análisis comparativo experimental para mostrar el buen desempeño del esquema propuestoDescargas
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Arimoto, S., Liu, Y. H., Naniwa, T., 1993. Principle of orthogonalization for hybrid control of robot arms. En: Proceedings of the 12th IFAC World Congress. Vol. 1. pp. 507–512.
Arteaga-Pérez, M. A., Gutiérrez-Giles, A., 2014. On the GPI approach with unknown inertia matrix in robot manipulators. International Journal of Control 87 (4), 844–860.
Arteaga-Pérez, M. A., Rivera-Dueñas, J. C., July 2007. Force control without inverse kinematics nor robot model. En: Proc. CD ROM, European Control Conference ECC07. Kos Island, Greece, pp. 4385–4392.
Arteaga-Pérez, M. A., Rivera-Dueñas, J. C., June–July 2008. Testing experimentally the robustness against friction of a force control algorithm. En: Proc. IEEE International Symposium on Industrial Electronics. Cambridge, UK, pp. 1029–1034.
Cheah, C. C., Hou, S. P., Zhao, Y., Slotine, J.-J. E., 2010. Adaptive vision and force tracking control for robots with constraint uncertainty. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 15 (3), 389–398.
de Queiroz, M. S., Dawson, D. M., Burg, T., April 1996. Position/force control of robot manipulators without velocity/force measurements. En: Proc. IEEE Conference on Robotics and Automation. Vol. 3. Minneapolis, Minnesota, pp. 2561–2566.
Diop, S., Fliess, M., December 1991. Nonlinear observability, identifiability and persistent trajectories. En: Proc. of the 36th IEEE Conference on Decision and Control. Brighton, U.K.
Fliess, M., Join, C., 2006. Intelligent pid controller. En: Proc. of the 16th Mediterranean Conference on Control and Automation. Ajaccio, Corsica, France.
Fliess, M., Marquez, R., Delaleau, E., Sira-Ramírez, H., 2002. Correcteurs proportionnels integraux generalises. ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations 7 (2), 23–41.
Han, J., March 2009. From PID to active disturbance rejection control. IEEE Transactions on Industrial Electronics 56 (3), 900–906.
Johnson, C. D., 1971. Accommodation of external disturbances in linear regulator and servomechanism problems. IEEE Transactions on Automatic Control AC16 (6), 635–644.
Jung, S., Hsia, T. C., 2010. Reference compensation technique of neural force tracking impedance control for robot manipulators. En: Proceedings of the 8th World Congress on Intelligent Control and Automation. pp. 650–655.
Katsura, S., Matsumoto, Y., Ohnishi, K., Feb 2007. Modeling of force sensing and validation of disturbance observer for force control. Industrial Electronics, IEEE Transactions on 54 (1), 530–538. DOI: 10.1109/TIE.2006.885459
Martínez-Rosas, J. C., Arteaga-Pérez, M. A., Castillo-Sánchez, 2006. Decentralized control of cooperative robots without velocity-force measurements. Automatica 42, 329–336.
Ohnishi, K., Shibata, M., Murakami, T., March 1996. Motion control for advanced mechatronics. Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on 1 (1), 56–67. DOI: 10.1109/3516.491410
Parra-Vega, V., Rodríguez – Ángeles, A., Arimoto, S., Hirzinger, G., 2001. High precision constrained grasping with cooperative adaptive handcontrol. Journal of Intelligent and Robotic Systems 32, 235–254.
Sariyildiz, E., Ohnishi, K., 2014. On the explicit robust force control via disturbance observer. Industrial Electronics, IEEE Transactions on PP (99), 1–1. DOI: 10.1109/TIE.2014.2361611
Siciliano, B., Sciavicco, L., Villani, L., Oriolo, G., 2010. Robotics: Modelling, Planning and Control. Springer–Verlag, London, Great Britain.
Siciliano, B., Villani, L., 1999. Robot Force Control. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands.
Sira-Ramírez, H., Ramírez-Neria, M., Rodr´ıguez-Angeles, A., Dec 2010. ´ On the linear control of nonlinear mechanical systems. En: Proc. of 49th IEEE Conference on Decision and Control. Atlanta, GA, USA, pp. 1999–2004.
Yoshikawa, T., April 2000. Force control of robot manipulators. En: Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation. San Francisco, USA, pp. 220–226.
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