Desarrollo de un entorno para la conciliación de campos en robótica. Aplicación en la investigación de controladores centrados en el consumo energético

Abstract

Buscando facilitar el aprendizaje y la investigación sobre sistemas robóticos, este trabajo desarrolla un entorno integral donde aunar los campos principales en robótica. Planteado desde un enfoque de accesibilidad, se seleccionan e implementan de forma holística materiales y diseños para satisfacer los distintos sub sistemas que componen el desarrollo final. El grueso de este trabajo presenta las fases de diseño, selección de componentes, planteamiento de la metodología de trabajo, implementación electrónica, mecánica, software y de análisis. Entendiendo el propio proceso de montaje como fundamental en el aprendizaje, este sistema busca principalmente ser de potencial uso para la innovación y mejora de cualquiera de las partes que lo componen. Con esto se pretende que este entorno para el desarrollo mejore la compresión sobre la multidisciplinaridad inherente a sistemas robóticos. Dentro de los sub sistemas necesarios, se ha prestado especial atención a las interfaces con el usuario. El uso de pantallas y programas de monitorización y control es crucial a la hora de entender el funcionamiento de sistemas robóticos o industriales. En este trabajo se hace un análisis especial de las medidas energéticas y de potencia instantánea que gobiernan el sistema robótico. De forma particular, este trabajo presenta distintas estrategias de control planteadas de forma independiente a la estructura mecánica que se pretende controlar. Se desarrolla además un controlador que busca resolver el control dinámico de un sistema independientemente de su morfología o de una trayectoria predefinida. Mediante el uso de lógica borrosa, se desarrolla un controlador alimentado con datos vinculados con la energía instantánea, posición y velocidad. Paralelamente, un algoritmo de derivación desarrollado específicamente para este trabajo, computa la variación temporal de los datos como sustitución de sensores físicos. Este algoritmo de derivación se aplica sobre los datos que alimentan el control borroso. El trabajo concluye comparando el sistema desarrollado con otros presentados y relacionados a este enfoque académico y divulgativo. Seguidamente, se comparan distintos algoritmos de controles independientes de la estructura mecánica del sistema, alternativos a la estrategia borrosa implementada.