Control de posició i força d'una pinça elèctrica Pulstronik

Abstract

L’objectiu d’aquest projecte és la realització d’un controlador per a les variables de posició i força d’una pinça industrial PT-AP 70 de Schunk. Consta de quatre parts: descripció, modelització, control i experimentació. En la part de descripció s’expliquen les característiques i el funcionament de la pinça a partir de la documentació del fabricant i dels coneixements obtinguts mitjançant la creació d’una biblioteca pròpia, anomenada cgrip, que implementa el protocol de comunicacions Plustronik™. En la part de modelització s’obté un model que descriu el comportament de la planta. S’obté un model teòric a partir de les equacions físiques i s’ajusta per mínims quadrats a diferents respostes temporals de la velocitat i es realitza un calibratge de la força. Es valida mitjançant un anàlisi freqüencial de la planta real. A continuació es procedeix al disseny, anàlisi i simulació de diversos controladors de posició basats en l’estructura PID (P, PD, PDD2 i PD amb prealimentació) amb especificacions d’error zero, absència d’ultrapassament de posa i mínim temps de resposta. Per a la variable força s’implementa un controlador d’impedància. Els algorismes resultants s’implementen i s’afegeixen a la biblioteca cgrip. En l’última part, es realitzen un seguit d’experiments per tal de comprovar les simulacions dels controladors. Per tal de valorar l’interès d’aquests controladors, es comparen les característiques dels controladors desenvolupats amb els modes de control intern de la pinça. Es conclou que s’han obtingut uns controladors amb una resposta més ràpida que el control intern, amb una disminució màxima de 57.2% respecte al control nadiu. La millora en el temps de resposta s’obté a canvi d’un consum elèctric més elevat. A més, l’error de modelització i els efectes tèrmics provoquen un error en règim permanent d’entre 1‰ i 6‰ i l’aparició de ultrapassament de posa per als valors ajustats en el disseny.