Control desacoplado de un actuador de rigidez variable para robots asistenciales
Resumen: Los actuadores de rigidez variable son dispositivos que permiten cambiar la posición y rigidez articular de un robot en forma simultánea. En los últimos años se han diseñado y desarrollado muchos dispositivos de este tipo, con la esperanza de favorecer la seguridad en la interacción h...
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| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Universitat Politècnica de València
2016-01-01
|
| Series: | Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI |
| Online Access: | http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1697791215000886 |
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|---|---|
| author | J. Medina A. Jardón C. Balager |
| author_facet | J. Medina A. Jardón C. Balager |
| author_sort | J. Medina |
| collection | DOAJ |
| description | Resumen: Los actuadores de rigidez variable son dispositivos que permiten cambiar la posición y rigidez articular de un robot en forma simultánea. En los últimos años se han diseñado y desarrollado muchos dispositivos de este tipo, con la esperanza de favorecer la seguridad en la interacción humano-robot y mejorar el rendimiento dinámico de los robots. En este artÃculo se presenta el desarrollo de un controlador para un actuador de rigidez variable de configuración serie. La estrategia de control se basa en la linealización por realimentación y el ajuste de dos controladores lineales. Esta estrategia permite el seguimiento de referencias de posición y rigidez articular de forma simultánea y desacoplada. Además, se realizan simulaciones en las que se incorpora este dispositivo dentro del robot asistencial ASIBOT, a fin de evaluar el desempeño del controlador, los cambios en la dinámica del robot y las posibles ventajas que tendrá la inclusión del mismo a nivel de seguridad en la interacción fÃsica humano-robot. Abstract: The variable stiffness actuators are devices that change the position and stiffness of a robot simultaneously. In recent years have been designed and developed many devices of this type, hoping to ensure safety in human-robot interaction and improve the dynamic performance of robots. In this article, we present the control of a variable stiffness actuator with serial conï¬guration. The control strategy is based on feedback linearization and adjustment of two linear controllers. This allows the control, independently, of the stiffness and the equilibrium position of the joint. Finally, the behavior of this device within the assistive robot ASIBOT, is simulated in order to assess: the controller performance, changes in the dynamics of the robot and possible advantages of a level of safety during physical interaction human-robot. Palabras clave: control de robot, sistemas no lineales, linealización por realimentación, interacción hombre/máquina., Keywords: robot control, nonlinear systems, feedback linearization, man/machine interation |
| format | Article |
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| institution | OA Journals |
| issn | 1697-7912 |
| language | Spanish |
| publishDate | 2016-01-01 |
| publisher | Universitat Politècnica de València |
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| series | Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI |
| spelling | doaj-art-2f195ef0e2974ff885df4b6009dfa61d2025-08-20T02:08:28ZspaUniversitat Politècnica de ValènciaRevista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI1697-79122016-01-01131809110.1016/j.riai.2015.11.002Control desacoplado de un actuador de rigidez variable para robots asistencialesJ. Medina0A. Jardón1C. Balager2Autor para correspondencia.; Robotics Lab, Departamento de IngenierÃa de Sistemas y Automática, Universidad Carlos III de Madrid, Av. Universidad, 30, 28911, Leganés, Madrid, EspañaRobotics Lab, Departamento de IngenierÃa de Sistemas y Automática, Universidad Carlos III de Madrid, Av. Universidad, 30, 28911, Leganés, Madrid, EspañaRobotics Lab, Departamento de IngenierÃa de Sistemas y Automática, Universidad Carlos III de Madrid, Av. Universidad, 30, 28911, Leganés, Madrid, EspañaResumen: Los actuadores de rigidez variable son dispositivos que permiten cambiar la posición y rigidez articular de un robot en forma simultánea. En los últimos años se han diseñado y desarrollado muchos dispositivos de este tipo, con la esperanza de favorecer la seguridad en la interacción humano-robot y mejorar el rendimiento dinámico de los robots. En este artÃculo se presenta el desarrollo de un controlador para un actuador de rigidez variable de configuración serie. La estrategia de control se basa en la linealización por realimentación y el ajuste de dos controladores lineales. Esta estrategia permite el seguimiento de referencias de posición y rigidez articular de forma simultánea y desacoplada. Además, se realizan simulaciones en las que se incorpora este dispositivo dentro del robot asistencial ASIBOT, a fin de evaluar el desempeño del controlador, los cambios en la dinámica del robot y las posibles ventajas que tendrá la inclusión del mismo a nivel de seguridad en la interacción fÃsica humano-robot. Abstract: The variable stiffness actuators are devices that change the position and stiffness of a robot simultaneously. In recent years have been designed and developed many devices of this type, hoping to ensure safety in human-robot interaction and improve the dynamic performance of robots. In this article, we present the control of a variable stiffness actuator with serial conï¬guration. The control strategy is based on feedback linearization and adjustment of two linear controllers. This allows the control, independently, of the stiffness and the equilibrium position of the joint. Finally, the behavior of this device within the assistive robot ASIBOT, is simulated in order to assess: the controller performance, changes in the dynamics of the robot and possible advantages of a level of safety during physical interaction human-robot. Palabras clave: control de robot, sistemas no lineales, linealización por realimentación, interacción hombre/máquina., Keywords: robot control, nonlinear systems, feedback linearization, man/machine interationhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1697791215000886 |
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