Scielo RSS <![CDATA[Computación y Sistemas]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1405-554620090002&lang=en vol. 12 num. 4 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Task Based Mechatronic System Design using Differential Evolution Strategies</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200002&lng=en&nrm=iso&tlng=en A dynamic design approach for a mechatronic system called task based mechatronic system design approach (TBMSDA) is stated as a nonlinear dynamic optimization problem (NLDOP) and it is solved by using a differential evolution technique. The design of a parallel robot is carried out by this approach which integrates in a simultaneous way both the structure design parameters of a parallel robot and the PID controller gains in order to improve the position errors and the robot dexterity for executing a specific task. The TBMSDA considers the dynamic system as an equality constraint into the optimization problem. Through the TBMSDA, an optimal combination of the structure and PID controller gains for a planar five-bar parallel robot is obtained. Simulation results show the effectiveness of this design approach.<hr/>Se establece un enfoque de diseño dinámico para un sistema mecatrónico denominado enfoque de diseño de sistemas mecatrónicos basado en tareas. Se plantea como un problema de optimización dinámica no lineal y su solución se basa en el uso de técnicas de evolución diferencial. Con este enfoque, se realiza el diseño de un robot paralelo al integrar en forma simultánea los parámetros del diseño de la estructura mecánica del robot paralelo y los parámetros del diseño de las ganancias del controlador PID con el propósito de optimizar el desempeño en los errores de posición y en la destreza del robot al ejecutar una tarea específica. En el problema de optimización se considera la dinámica del sistema como una restricción de igualdad. Con este enfoque de diseño, se obtiene una combinación óptima de la estructura y de las ganancias del controlador PID para un robot paralelo de cinco eslabones planar y para su controlador. Resultados de simulación muestran la efectividad de este enfoque de diseño mecatrónico. <![CDATA[<b>Fast Adaptive Trajectory Tracking Control for a Completely Uncertain DC Motor via Output Feedback</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200003&lng=en&nrm=iso&tlng=en An algebraic parameter identification method, developed for fast, on-line, computation of unknown linear system parameters, is here used for the fast adaptive output feedback control of a completely unknown dc motor, subject to constant perturbation load torques while solving a reference trajectory tracking task. An output feedback controller of the Generalized Proportional Integral (GPI) type, written in classical compensation network form, is proposed for the perturbed output trajectory tracking problem. The fast adaptation of system parameters is carried out, both, on the classical compensating network parameters and on the conformation of the feed-forward control input signal. Experimental results validate the effectiveness of the proposed approach.<hr/>Utilizando el método algebraico para la identificación de los parámetros desconocidos en sistemas lineales se sintetiza un controlador adaptable rápido, implementado en línea, para el control de seguimiento de referencia de velocidad angular en un motor de corriente continua sujeto a una perturbación de carga constante. Para resolver el problema de seguimiento de salida en presencia de perturbaciones, se propone un controlador del tipo Proporcional Integral Generalizado (GPI) por retroalimentación de salida escrito en forma de red de compensación clásica. La adaptación rápida de los parámetros del sistema se lleva a cabo tanto en los parámetros que definen la red de compensación clásica como en la expresión de la señal de pre-compensación de entrada. El método propuesto se valida mediante resultados experimentales. <![CDATA[<b><i>A vision based control platform for Industrial Robot Rehabilitation</i></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200004&lng=en&nrm=iso&tlng=en En este artículo se describe el desarrollo de una plataforma de control basado en visión para robots manipuladores de tipo industrial. Uno de los objetivos del control basado en visión es habilitar a los robots manipuladores para realizar tareas complejas diversas de manera genérica y en ambientes no estructurados. Adicionalmente de buscar este objetivo, la plataforma que se presenta reúne dos características importantes: a) reemplaza al control de origen, por lo que no es necesario que el robot cuente con un controlador funcional y b) el control implementado es robusto a errores en el modelo cinemático del robot, errores ocasionados ya sea por inexactitud en los parámetros del modelo cinemático y/o por desgaste moderado de las piezas mecánicas. Las ventajas citadas hacen que la plataforma propuesta sea aplicable tanto a robots nuevos como usados habilitándolos para la realización de tareas complejas y alargando su vida útil. En suma, la implementación de esta plataforma permite una disminución de costos y una mejora de beneficios en la utilización de robots comerciales para la realización de procesos industriales. La plataforma de control desarrollada fue validada experimentalmente con un robot industrial PUMA 761.<hr/>In this paper a development of a visually based control platform for industrial robots is described. One of the objectives of a vision based control is to enable robotic manipulators to execute diverse complex tasks in non structured environments. Additionally to this aim, this platform presents two important characteristics: a) replaces the original controller, thus it is not required that the manipulator has a functional controller, and b) the applied control strategy is robust to errors in the characterization of the kinematics model of the robot, errors caused either by inaccuracy in the parameters of the model or due to the moderate deterioration of the mechanical parts. These advantages enable robotic manipulators to accomplish complex tasks and/or extending their useful life. In sum, the implementation of this platform allows a reduction of costs and an improvement of benefits in the commercial use of robotic manipulators for the accomplishment of industrial processes. The developed control platform was validated experimentally with a PUMA 761 robot. <![CDATA[<b>Modeling and Tip Position Control of a Flexible Link Robot: Experimental Results</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200005&lng=en&nrm=iso&tlng=en This work describes the modeling and control of an experimental platform associated to a single link flexible robot, whose motion is restricted to an horizontal plane, thus neglecting the gravity effects. The modeling problem is addressed using the so-called Euler-Bernoulli beam equation. The design, construction and integration of an experimental set-up developed for this work is also presented. Two main control schemes are then devised for controlling the end tip position of the flexible link, the passive velocity feedback and strain feedback approaches. Finally, the overall system performance is illustrated by some experimental results obtained with both control methods.<hr/>En este trabajo se describe la modelación y control de una plataforma experimental de un robot con un eslabón flexible, cuyo movimiento se restringe a un plano horizontal. El eslabón flexible es una viga larga de acero con poco espesor, por lo que su ecuación de movimiento se obtiene a partir de la ecuación de Euler-Bernoulli, que describe a un sistema con masa y rigidez distribuida a lo largo de su coordenada espacial (longitud). Se describe el diseño, construcción e integración de la plataforma experimental. Para los propósitos de control de la posición del extremo libre se aplican dos esquemas de control, el enfoque basado en la retroalimentación pasiva de la velocidad y otro enfoque reciente conocido como retroalimentación del esfuerzo. Finalmente, el desempeño dinámico del sistema en lazo cerrado se ilustra mediante algunos resultados experimentales. <![CDATA[<b>Controlling the Strongly Damping Inertia Wheel Pendulum via Nested Saturation Functions</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200006&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this paper we solve the stabilization problem of the strongly damping inertia wheel pendulum around its unstable equilibrium. The stabilization is accomplished by using nested saturation functions. The use of nested saturation function is possible because this system can be rewritten approximately as a chain of integrators with and nonlinear perturbation. The proposed control strategy makes the closed-loop system globally asymptotically and locally exponentially stable around the unstable inverted vertical position, even when the physical damping is presented in the model.<hr/>En este artículo resolvemos el problema de estabilización del péndulo con rueda de inercia fuertemente amortiguado alrededor de su punto de equilibrio inestable. La estabilización el lograda mediante el uso de funciones de saturación anidadas. El uso de funciones de saturación anidadas es posible porque se puede escribir una aproximación del sistema como una cadena de integradores con una perturbación no lineal. La estrategia de control que se propone hace que el sistema en lazo cerrado sea asintóticamente estable de forma global y exponencialmente estable de forma local alrededor de la posición vertical inestable, aún cuando el amortiguamiento físico está presente en el modelo. <![CDATA[<b><i>Visibility of limited range in staircase polygons</i></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200007&lng=en&nrm=iso&tlng=en La definición de visibilidad en el Problema de Galerías de Arte utiliza guardias o luces que pueden ver o iluminar sin limitación en el alcance. En este artículo consideramos luces que tienen un alcance limitado L . Presentamos algunos resultados sobre polígonos escalera con luces situadas en sus vértices. En el resultado principal se demuestra que si P es un polígono escalera con n vértices, [n/4]+O(l) luces vértice de alcance L son siempre suficiente y a veces necesarias para iluminar P con L<img border=0 src="../../../../../img/revistas/cys/v12n4/a7s1.jpg">[r/2,r), donde r es el radio de P .<hr/>The usual definition of visibility in Art Gallery Problems uses guards or light sources that can watch or illuminate with unlimited range. In this paper we consider light sources having a limited range L . We present some results about staircase polygons with light sources placed in its vertices. The main result that we prove is that if P is a staircase polygon of n vertices, then [n/4]+O(l) vertex light sources with range L are always sufficient and sometimes necessary to illuminate P when L <img border=0 src="../../../../../img/revistas/cys/v12n4/a7s1.jpg">[r/,2r), where r is the radius of P . <![CDATA[<b><i>Arrival Times Model for Concurrent Real-time Tasks</i></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000200008&lng=en&nrm=iso&tlng=en Un Sistema en Tiempo Real (STR) implantado en una computadora digital, interactúa con el mundo físico a través de acondicionamientos de variables (sensores, actuadores convertidores Analógico/Digital A/D y Digital/Analógico D/A) y procesa sus peticiones mediante tareas concurrentes con restricciones temporales. En general cada una de las variables del proceso dinámico (entradas, salidas y estados) es relacionada con una Tarea en Tiempo Real específica; si se trata de un sistema multivariable, entonces se tendrá un conjunto de Tareas en Tiempo Real por cada arreglo de variables donde cada una tendrá que dar respuestas correctas acotadas temporálmente. En este trabajo se desarrolla un modelo matemático para la representación de tiempos de arribo de Tareas en Tiempo Real Concurrentes, en donde se incluyen las características generales del comportamiento de los arribos descritos por varios autores. Adicionalmente se propone un criterio para dar la estabilidad del sistema.<hr/>A Real-time system implemented in a computer, interacts with the real physical world through variables conditioners (sensors, actuators, D/A and A/D converters) and processes each processing need as concurrent tasks with temporal deadlines. In general each variable of the dynamic process (inputs, outputs and states) is related with a specific task; if it is about a multivariable system then there is going to be a set of tasks for each variable where each will have to be answered correctly with temporal bounds. In this paper a mathematical model for the representation of arrival times of concurrent Real-time tasks is treated. Additionally a stability analysis is proposed.