Sobre el modelado, diseño y control de robots submarinos con impulsores vectorizados de estructura paralela

• Autores: Héctor A. Moreno Avalos
• Directores de la Tesis: Rafael Aracil Santonja (codir. tes.), Roque Saltarén (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2013
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José María Sebastián y Zúñiga (presid.), Javier de Lope Asiaín (secret.), Ramón I. Barber Castaño (voc.), Pablo González de Santos (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • En años recientes, se han realizado algunos esfuerzos para equipar a robots submarinos con impulsores vectorizados. Este sistema de propulsión permite el uso de una menor cantidad de impulsores, esto a su vez tiene consecuencias favorables en el volumen y costo del robot a medida que una mayor potencia de propulsión es requerida. El propósito de esta tesis es realizar un estudio sobre el modelado, control y diseño de robots submarinos de estructura paralela con impulsores vectorizados.

    De esta manera exponer los aspectos más importantes relativos a estos puntos, y proponer soluciones a los problemas que plantea la arquitectura de estos robots.

    En esta tesis se tomó como objeto de estudio el robot Remo 2, cuya estructura paralela representa una gran parte del volumen del robot y esto hace que su análisis sea el más complejo que se pueda tener en los robots de esta categoría. El diseño de este robot es un concepto radicalmente diferente al de los robots submarinos convencionales.

    Sus características son prometedoras, pero para poder sacar provecho de estas potencialidades es necesario un entendimiento de la dinámica del robot. En este trabajo se presenta el desarrollo y análisis de modelos analíticos, y el desarrollo de herramientas de simulación para este robot. El propósito de estas herramientas es identificar las oportunidades y restricciones impuestas por la estructura y la dinámica del vehículo.

    Se plantean (y resuelven) de los problemas cinemático y dinámico inverso para un robot submarino de estructura paralela. Por otro lado, se demuestra por primera vez el funcionamiento del concepto del robot submarino a través de una herramienta de simulación. Haciendo uso de esta herramienta se explora el desempeño del robot bajo diversos esquemas de control, se encontró que el robot es capaz de ejecutar con éxito diversas maniobras empleando controladores clásicos. Además, se presenta un controlador basado en el modelo del robot y se discuten sus ventajas.

    Posteriormente se presenta un apartado cuyo propósito es exponer aspectos importantes sobre el diseño de este tipo de robots, sobre todo aquellos que influyen en su desempeño cinetostático.

    Se plantea el problema del diseño óptimo de un robot tipo Remo 2, y se proponen un par de índices de desempeño globales. Otra contribución fue, en condición de coautoría, el diseño y análisis de una nueva estructura paralela la cual no ha sido considerada anteriormente en la literatura.