Cancellation of inertial effects in 1 degree of freedom mechanisms applying sliding mode control with response in finite time



Título del documento: Cancellation of inertial effects in 1 degree of freedom mechanisms applying sliding mode control with response in finite time
Revue: Ingeniería. investigación y tecnología
Base de datos:
Número de sistema: 000537949
ISSN: 1405-7743
Autores: 1
1
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Instituciones: 1Instituto Politécnico Nacional, México
Año:
Periodo: Abr-Jun
Volumen: 24
Número: 2
País: México
Idioma: Inglés
Resumen en español Cancelar los efectos producidos por la inercia en los mecanismos es una tarea complicada que trae grandes beneficios, como son: La reducción del efecto denominado chattering y, al mismo tiempo, reducción en el consumo de energía. Este artículo propone una metodología de control para sistemas electromecánicos de un grado de libertad. La metodología propuesta garantiza robustez, busca alcanzar una posición deseada en un tiempo específico aplicando una ley de control que utiliza modos deslizantes y un generador de base de tiempo (TBG) cancelando con ello los efectos generados por la inercia. La velocidad presenta una forma de campana Gaussiana, es decir, la velocidad posee una distribución normal de energía durante el movimiento, lo que permite aplicar el algoritmo de control a tareas como: Alimentación de piezas en procesos que requieren precisión o procesos de pintura, ya que el comportamiento de la velocidad es similar a la velocidad descrita por las extremidades del cuerpo humano. La contribución es un algoritmo de control robusto que puede ser adaptado a cualquier mecanismo de un grado de libertad cuya tarea sea alcanzar una posición en un tiempo especificado por el usuario. Las fluctuaciones de velocidad son erradicadas por el algoritmo; en consecuencia, la sobre aceleración es nula y las perturbaciones generadas por las cargas aplicadas al mecanismo también son compensadas.
Resumen en inglés Canceling the effects generated by inertia in the mechanisms is a complicated task with great benefits, such as reducing the chattering effect and, in turn, energy consumption. This paper proposed a control method for electromechanical systems with one degree of freedom. The proposed method guarantees robustness, reaching a desired position in a finite time through the application of a control law using sliding modes with Time Base Generator (TBG) and the cancellation of the effects produced by inertia. The speed belongs to Gaussian bell-shape profile, then the speed has a normal distribution from energy used during the displacement, which allows the control algorithm to be applied in tasks such as feeding parts in processes that require precision or in painting processes, since the behavior of the speed is similar to the speed of the human limbs. The contribution is a robust control algorithm that can be adapted to any one degree of freedom mechanism that has the task of reaching a position in a specific time, the time begin determined by the user. The algorithm eradicates speed fluctuations, so over-acceleration is zero and disturbances generated by loads applied to the mechanism are also compensated.
Palabras clave: Efectos inerciales,
Efecto slinky,
Efecto Chattering,
Generador de tiempo base (TBG),
Sistemas de control,
Modos deslizantes,
Mecanismos de 1 GDL
Keyword: Chattering free,
Inertial effects,
Sliding modes,
Time base generator,
One degree of freedom mechanism
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