Análisis y simulación de control óptimo para un robot tipo vehículo-manipulador redundante para aplicaciones de mantenimiento naval - Medina Adames, Ana Emilia, (Universidad Tecnológica de Panamá, 2019)
Los sistemas automatizados para el mantenimiento e inspección de estructuras submarinas que operan en tareas de alto riesgo son escasos y presentan limitaciones en la capacidad de movimiento sobre el entorno y en el alcance tanto en la fuerza aplicada para la tarea como el espacio de acción de la herramienta de trabajo o efector final del sistema. Por esto, en este trabajo nos enfocamos en simular una estrategia de control para una plataforma vehículo-manipulador, es decir, que consiste de una plataforma móvil y de un brazo manipulador, para la que se resuelve la cinemática inversa mediante el uso del algoritmo de optimización multiobjetivo evolutivo, NSGA II. Adicional a esto, se espera abarcar una serie de problemas desafiantes en la planificación y el control de trayectorias empleando, simultáneamente, un control predictivo generalizado para la fuerza de aplicación de la tarea especificada en un sistema altamente redundante y complejo que consta de 8 grados de libertad (GDL), configurado en una base móvil sumergible de 3GDL y un brazo manipulador de 5GDL. Para la validación del modelado y control del sistema descrito se utiliza el software Matlab/Simulink, versión educativa, que permite modelar, programar y simular cualquier tipo de solución matemático, de control aplicado, entre otros. El programa de simulación del control se desarrolla con el uso de herramientas de la biblioteca de SimMechanics de Matlab/Simulink, relacionado a un código diseñado a partir de la aplicación del algoritmo de optimización multiobjetivo evolutivo, NSGA ll, el cual encuentra un mínimo local con restricciones a las funciones objetivo, índice de manipulabilidad, formulado a partir del modelo de manipulabilidad de Y oshikawa [1], e índice de suavidad. Los argumentos de la función son las coordenadas finales del efector, generando valores óptimos de las variables de estado en "generaciones", las cuales mantienen las restricciones indicadas en el programa principal. El método utilizado emplea una búsqueda numérica de los mejores valores de parámetros para la estructura de control especificada. En estos términos, se espera generar UN aporte significativo y original a esta línea de investigación. Se vislumbra que, con el desarrollo y aplicación del sistema de control propuesto, se permitiría a futuro excluir el uso del dique seco para el desempeño de operaciones de mantenimiento naval, lo que reduciría a su vez los costos relacionado con estas tareas.