Propuesta de control de posición en modo deslizante para el sistema no lineal UT-SEA
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Resumen
El Control en Modo Deslizante (SMC) ofrece una alternativa innovadora en el diseño de control al proporcionar mecanismos para hacer frente a incertidumbres de modelado y perturbaciones desconocidas pero acotadas, tanto dentro como fuera de un sistema. El estudio presenta una propuesta de control en modo deslizante para el sistema UT-SEA, que es un actuador de impedancia variable en modo serie y que exhibe una combinación de sistema lineal y no lineal. El trabajo se centra en el estudio del sistema mediante la aplicación de técnicas de control lineal y no lineal, así como en la obtención de los parámetros necesarios a través de simulaciones, junto con la identificación del mejor método de control que posteriormente se aplicará en el sistema UT-SEA real. Finalmente, la propuesta de SMC demuestra un desempeño robusto frente a perturbaciones, con un método simple y de fácil implementación. En las pruebas de simulación, el SMC muestra un comportamiento en estado estacionario mejorado, eliminando por completo el error.
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Bechar, M., Hazzab, A., Habbab, M., Sicard, P., & Slimi, M. (2020). RT-LAB platform for real-time implementation of Luenberger observer-based speed sensorless control of induction motor. Journal of Automation, Mobile Robotics and Intelligent Systems, 13, 65 - 72. https://doi.org/10.14313/jamris/4-2019/39.
Belbekri, T., Bouchiba, B., Bousserhane, I., & Becheri, H. (2020). A study of sensorless vector control of IM using neural network Luenberger observer. International Journal of Power Electronics and Drive Systems, 11, 1259 – 1267. https://doi.org/10.11591/ijpeds.v11.i3.pp1259-1267.
Beyl, P., Van Damme, M., Van Ham, R., Vanderborght, B., & Lefeber, D. (2009). Design and control of a lower limb exoskeleton for robot-assisted gait training. Applied Bionics and Biomechanics, 6(2), 229 – 243. https://doi.org/10.1080/11762320902784393.
Fernández, B. (2008). Control of multivariable nonlinear systems by the sliding mode method. International Journal of Control, 46(3), 1019 – 1040. DOI: 10.1080/00207178708547410.
Fernández, B. (2018). Parameterization of nonlinear systems using neuro bond graphs.
Gu, D., Liu, T., Yao, Y., Ye, L., & Xu, H. (2023). Sensorless PMSM control system based on Luenberger observer. Journal of Physics: Conference Series, 2497, 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2497/1/012009.
Jerbi, H., Al-Darraji, I., Tsaramirsis, G., Kchaou, M., Abbassi, R., & Alshammari, O. (2022). Fuzzy Luenberger observer design for nonlinear flexible joint robot manipulator. Electronics, 11(10), 1569. https://doi.org/10.3390/electronics11101569.
Kang, I., Peterson, R., Herrin, K., Mazumdar, A., Young, A. (2023). Design and validation of a torque-controllable series elastic actuator-based hip exoskeleton for dynamic locomotion. Journal of Mechanisms and Robotics, 15(2), 021007. https://doi.org/10.1115/1.4055732.
Kim, H., Lee, M., Cho, H., Hwang, J., & Won, J. (2021). SMC-SPO-based robust control of AUV in underwater environments including disturbances. Applied Sciences, 11(22), 10978. https://doi.org/10.3390/app112210978.
Lee, C., & Oh, S. (2019). Development, analysis, and control of series elastic actuator-driven robot leg. Frontiers in Neurorobotics, 13, 17. https://doi.org/10.3389/fnbot.2019.00017.
Lin, Y., Chen, Z., & Yao, B. (2020). Decoupled torque control of series elastic actuator with adaptive robust compensation of time-varying loadside dynamics. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67, 5604 – 5614. https://doi.org/10.1109/TIE.2019.2934023.
Paine, N., & Sentis, L. (2012). A new prismatic series elastic actuator with compact size and high performance. 2012 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), 1759 – 1766. https://doi.org/10.1109/ROBIO.2012.6491226.
Senoue, T., Sasamura, T., Jiang, Y., & Morita, T. (2024). Torque control of grasping force feedback using a series elastic actuator with an ultrasonic motor for a teleoperated surgical robot. Sensors and Actuators A: Physical, 348, 115655. https://doi.org/10.1016/j.sna.2023.115655.
Sun, L., Li, M., Wang, M., Yin, W., Sun, N., & Liu, J. (2020). Continuous finite-time output torque control approach for series elastic actuator. Mechanical Systems and Signal Processing, 139, 105853. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.105853.
Wu, L., Liu, J., Vazquez, S., & Mazumder, S. (2022). Sliding mode control in power converters and drives: A review. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 9, 392 – 406. https://doi.org/10.1109/jas.2021.1004380.
Yu, X., Feng, Y., & Man, Z. (2020). Terminal sliding mode control–an overview. IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, 2, 36 – 52. https://doi.org/10.1109/OJIES.2020.2969471.
Zhong, H., Li, X., Gao, L., & Dong, H. (2021). Development of admittance control method with parameter self-optimization for hydraulic series elastic actuator. International Journal of Control, Automation and Systems, 19, 2357 – 2372. https://doi.org/10.1007/s12555-020-0465-y.