DSpace Collection:https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/47682024-03-28T14:06:51Z2024-03-28T14:06:51ZCONTROL ÓPTIMO DE ROBOTS TOMANDO EN CUENTA LIMITES ARTICULARESMORALES LOPEZ, SERGIOhttps://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/66252023-12-07T21:31:33Z2022-08-16T00:00:00ZTitle: CONTROL ÓPTIMO DE ROBOTS TOMANDO EN CUENTA LIMITES ARTICULARES
Authors: MORALES LOPEZ, SERGIO
Description: Este proyecto de tesis aborda el análisis del control óptimo de robots manipuladores
usando tres técnicas: el Principio del Máximo de Pontryagin, las
Ecuaciones de Control Covariantes y el Regulador Lineal Cuadrático. Apoyados
en este análisis, se genera movimiento óptimo de estos sistemas dinámicos
reduciendo la amplitud angular de sus articulaciones (sólo se estudian robots
manipuladores con articulaciones rotacionales).
Para el Principio del Máximo de Pontryagin, el Hamiltoniano del sistema tiene
una gran importancia; ya que impacta en las ecuaciones de control resultantes.
De esta manera la función costo, que esta incrustada en dicho Hamiltoniano,
dicta el comportamiento en el movimiento del manipulador robótico.
Dentro de este marco realizamos pruebas numéricas con 4 funciones costo:
2 de ellas presentes en la literatura y 2 que proponemos como una mejor alternativa.
Las 4 funciones anteriores están restringidas en los casos en los que la
función costo depende de los pares de torsión y de las velocidades del robot.
Dentro de las pruebas numéricas se evalúa el impacto de cada función costo en
el control óptimo de un manipulador de 2 GDL. Las pruebas mostraron que la
presencia del tensor de masas en la función costo tiene un efecto favorable con
respecto a la amplitud de movimiento en las articulaciones. También se observa
una mayor robustez numérica con respecto a cambios en la duración de la
trayectoria y menores tiempos de procesamiento. De tal forma que estas funciones
costo tienen beneficios en el control y generación de trayectorias para robots
manipuladores.
Este proyecto de tesis se enmarca en el proyecto SEP-CONACYT Investigación
Científica Básica A1-S-29874 titulado Modelado por medio de métodos de
mecánica analítica para optimizar trayectorias y diseñar controladores para
sistemas robóticos.2022-08-16T00:00:00ZIMPLEMENTACIÓN NUMÉRICA Y COMPARACIÓN DE METODOS DE CONTROL ÓPTIMORAMIREZ DE AVILA, HEDY CESARhttps://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/66242023-12-07T21:28:09Z2021-12-15T00:00:00ZTitle: IMPLEMENTACIÓN NUMÉRICA Y COMPARACIÓN DE METODOS DE CONTROL ÓPTIMO
Authors: RAMIREZ DE AVILA, HEDY CESAR
Description: Este proyecto de tesis trata sobre el estudio y análisis de distintos métodos
de optimización aplicados al control de movimiento de sistemas robóticos. Entre
estos métodos, se ha realizado un enfoque en el Principio del Máximo de
Pontryagin, que establece las condiciones de optimalidad para obtener la mejor
trayectoria de acuerdo a un índice de desempeño seleccionado.
En el marco del Principio del Máximo de Pontryagin, la elección del Hamiltoniano
tiene un impacto en las variables de control resultantes. De esta forma, la
función costo compone al Hamiltoniano que conduce a un comportamiento de
control y movimiento deseado cuando se elige apropiadamente. Para verificar el
control óptimo en el movimiento de los manipuladores robóticos, comparamos
el impacto numérico de dos funciones costo en las variables de control resultantes
y las posiciones de la trayectoria óptima. Las funciones costo seleccionadas
se enfocan en las variables de control para que se logre un esfuerzo mínimo durante
el movimiento. Se compara una función costo que se encuentra típicamente
en la literatura con una que involucra los componentes del tensor de masas
del robot. Se aplican a la simulación de control óptimo de dos manipuladores
robóticos. Los ensayos numéricos mostraron que el tensor de masas actúa como
un factor estabilizador que conduce a amplitudes de movimiento menores, mayor
estabilidad numérica y tiempos de procesamiento del CPU reducidos. Por lo
tanto, esta función costo es beneficiosa para la generación óptima de trayectorias
y el control de los manipuladores robóticos.
Este proyecto de tesis se enmarca en el proyecto SEP-CONACYT “Investigación
Científica Básica” A1-S-29874 titulado” Modelado por medio de métodos
de mecánica analítica para optimizar trayectorias y diseñar controladores para
sistemas robóticos”. Dicho proyecto es desarrollado por los directores de tesis.2021-12-15T00:00:00ZSINTESIS DE COMPORTAMIENTOS ANALITICOS APLICADOS AL CONTROL DE SISTEMAS MULTIROBOTVILLAVAZO COVIAN, RODRIGO ALEXANDROhttps://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/66232023-12-07T21:27:09Z2022-06-01T00:00:00ZTitle: SINTESIS DE COMPORTAMIENTOS ANALITICOS APLICADOS AL CONTROL DE SISTEMAS MULTIROBOT
Authors: VILLAVAZO COVIAN, RODRIGO ALEXANDRO
Description: El presente trabajo aborda el diseño de una metodología para la síntesis automatizada
de un conjunto de controladores para resolver el problema de navegación
colaborativa de tipo rendezvous en sistemas multirobot. Esta propuesta hace
uso del paradigma de los comportamientos analíticos. Específicamente, se aborda
el análisis con dos robots móviles omnidireccionales con tres objetivos generales
de control para dar solución a la tarea colaborativa de rendezvous. La formulación
de los controladores se define como la combinación de tres controladores
parciales. Los dos primeros controladores parciales se obtienen de la literatura y
resuelven el problema de regulación con evasión de obstáculos. El tercer controlador
parcial se deriva de una formulación basada en comportamientos analíticos
para mantener una convergencia a la posición deseada donde se especifica
un tiempo de llegada predefinido. El paradigma de los comportamientos analíticos
establece que la salida de cada robot (esto es, el comportamiento “natural”)
es la suma de tres comportamientos base definidos como no forzado (unforced),
forzado (forced) y aprendido (learned). Al aplicar el control por comportamientos
analíticos, el comportamiento no forzado se define como el comportamiento del
robot donde sólo se consideran condiciones iniciales, el comportamiento forzado
corresponde al comportamiento del robot cuando se le aplica la suma de los
controladores parciales para lograr llegar a las posiciones deseadas evadiendo
obstáculos, y finalmente, el comportamiento aprendido es el comportamiento de
los robots al tercer controlador parcial que busca modificar el comportamiento
imponiendo un tiempo de llegada. En este trabajo, se extiende esta formulación
para el sistema de dos robots móviles omnidireccionales donde los tres objetivos
de control deben ser alcanzados. El paradigma de comportamientos analíticos
hace uso de la Programación Genética (GP, del inglés Genetic Programming) para
construir de forma automatizada el tercer controlador parcial que da origen a
los comportamientos aprendidos en los robots. Mediante la construcción de una
función de optimización para guiar la búsqueda del GP, se genera un conjunto
de controladores no lineales que resuelven de forma óptima los tres problemas
planteados. El sistema multirobot resuelve el problema donde el rendezvous confina
las posiciones finales a un área designada que ha sido desarrollada usando
polígonos inscritos. Los controladores sintetizados son clasificados con respecto
a su aptitud para resolver el problema planteado, y los mejores han sido validados
numéricamente para evaluar su desempeño. Se presentan simulaciones que
pretenden mostrar la contribución de las soluciones para un escenario en donde
se incrementa el número de robots que forman parte del sistema multirobot.
Palabras clave: Control por comportamientos analíticos, Navegación autónoma,
Campos de velocidad, Redezvous, Múltiples robots.2022-06-01T00:00:00ZDISEÑO Y DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO DE ASISTENCIA PARA LA REHABILITACIÓN MOTRIZ DE EXTREMIDADES INFERIORES DE PACIENTES CON SECUELA DE ACCIDENTE CEREBROVASCULAR (MOVELEG)CASTILLÓN RAMÍREZ, GUSTAVO ADOLFOhttps://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/47762022-11-15T22:45:52Z2021-03-01T00:00:00ZTitle: DISEÑO Y DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO DE ASISTENCIA PARA LA REHABILITACIÓN MOTRIZ DE EXTREMIDADES INFERIORES DE PACIENTES CON SECUELA DE ACCIDENTE CEREBROVASCULAR (MOVELEG)
Authors: CASTILLÓN RAMÍREZ, GUSTAVO ADOLFO
Description: El enfoque del presente trabajo de investigación radica en la elaboración de un dispositivo tecnológico que asista en el proceso de rehabilitación de extremidades inferiores.
Este dispositivo fue diseñado con una metodología centrada en el usuario, ya que en el proceso de diseño participaron especialistas clínicos en el área de rehabilitación. El diseño se enfoca para personas de la tercera edad que tuvieran una discapacidad en sus extremidades inferiores a causa de un ACV (Accidente cerebrovascular) y se diseñó de forma que fuera configurable antes del inicio de una sesión de terapia y adaptable durante la sesión.
El producto de este trabajo se llama MoveLeg, este es un dispositivo tecnológico, el cual asiste en la rehabilitación de extremidades inferiores simulando una terapia tipo espejo, la cual permite al usuario recibir un estímulo físico de movimiento pasivo reflejando el movimiento natural de su extremidad inferior sana sobre la extremidad con discapacidad motora; consiste en dos partes de un mismo dispositivo nombradas como: dispositivo imitador y dispositivo guía.
Como validación de este dispositivo, se finalizó con una evaluación de funcionalidad, realizando pruebas a los sistemas mecánicos, eléctricos y software. Además, se realizó una validación integral con un adulto mayor sano.2021-03-01T00:00:00Z