Modelado de orden fraccional de la dinámicade robots manipuladores de 1, 2 y 3 GDL

Fractional Order Model of the dynamic of manipulaterobots of 1,2 & 3 DOF

Israel Cerón-Morales
Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica, MÉXICO

Recibido 31-01-2020, aceptado 29-05-2020.

Resumen

Este documento presenta el modelado de orden fraccional de la dinámica de robots manipuladores de 1, 2 y 3 grados de libertad (GDL). Se presenta la demostración de estabilidad del modelo de orden fraccional mediante el segundo método de Lyapunov. Se considera un parámetro físico básico, la inercia de masa de los eslabones empleados. Se utiliza el software Freecad para el diseño mecánico. Se simula el modelo dinámico y en el caso de los manipuladores de 2 y 3 GDL se presentan trayectorias en el plano (x, y) y en el espacio (x, y, z) respectivamente. Los modelos se programan en una tarjeta de desarrollo basada en un microcontrolador, la ventaja de la tarjeta de desarrollo se encuentra en sus periféricos de salida debido a que cuenta con dos canales analógicos de salida, y estos se envían a un osciloscopio, los resultados obtenidos están de acuerdo con los modelos presentados.

Abstract

This document presents the fractional-order modeling of the dynamic of robots manipulators of 1, 2 and 3 degrees of freedom (DOF). It is considered a basic physical parameter, the mass inertia of the links used. Freecad software is used for mechanical design. The demonstration of the stability of the fractionalorder model is shown using Lyapunov's second method for stability. The dynamic model is simulated and. In the case of the manipulators of 2 and 3 DOF trajectories are shown in a plane (x, y) and a space (x, y, z) respectively. The models are programmed in a microcontroller based development board, the advantage of this board are its output peripherals since it has two analog output channels sent to an oscilloscope, the results obtained are in line with the models shown.

Palabras clave: modelo-dinámico, orden-fraccional, programación, robots-manipuladores, 1, 2, 3 GDL.
Index terms: dynamic-model, fractional-order, manipulatorsrobots, programming, 1, 2 and 3 DOF.

ISO 690 reference:
Cerón-Morales, Israel, 2020, Modelado de orden fraccional de la dinámicade robots manipuladores de 1, 2 y 3 GDL, Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 24, no. 2, ISSN 2594-2921, DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v24n2a06