Sistema de control de la cinemática de una plataforma Stewart-Gough para la rehabilitación de la movilidad del tobillo
En la medicina de rehabilitación, los mecanismos paralelos del tipo plataforma de Stewart-Gough están siendo usados para la rehabilitación de tobillo de pacientes con discapacidad. El movimiento de la plataforma debe simular o seguir, de manera precisa, a los movimientos de un tobillo al querer...
| Autor Principal: | Paredes Zevallos, Daniel Leoncio |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2013
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/4517 |
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| Sumario: |
En la medicina de rehabilitación, los mecanismos paralelos del tipo
plataforma de Stewart-Gough están siendo usados para la rehabilitación
de tobillo de pacientes con discapacidad. El movimiento de la plataforma
debe simular o seguir, de manera precisa, a los movimientos de un tobillo
al querer caminar o ponerse de pie.
Por lo tanto, como parte de un proyecto que tiene como finalidad recrear
la trayectoria recorrida por el conjunto tobillo-pie durante la marcha, este
trabajo de tesis se enfoca en el diseño e implementación del sistema de
control de la cinemática de una plataforma Stewart-Gough. Para lograr
posicionar de manera exacta y precisa la plataforma en una posición y
orientación dada, primero, fue necesario hallar un modelo aproximando de
los actuadores de la plataforma. Con los modelos hallados se simuló el
comportamiento de los actuadores, y al comparar los resultados de estas
simulaciones con los datos reales se obtuvieron errores menores al 1%.
El control diseñado para cada actuador se basa en una topología de lazo
con retroalimentación negativa, cuyo algoritmo de control es un PID
(proporcional – integral - derivativo). Sin embargo, dado que los modelos
obtenidos no eran lineales, no era posible usar técnicas de sintonización
para algoritmos PID convencionales. Por lo cual fue necesario derivar una
ecuación que relaciona los parámetros del algoritmo con el tiempo de
establecimiento deseado y el modelo de los actuadores.
Finalmente, con el sistema de control implementado el microprocesador
XS1-L1, de procesamiento multi-hilo, se logró obtener errores dentro del
rango de movimiento de un tobillo (3% en una marcha normal, y tiempos
de establecimiento para cada actuador con error ± 0.5 segundos con
respecto al tiempo deseado. |
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