Modelación y simulación dinámica del mecanismo paralelo tipo plataforma de Stewart-Gough usado en un simulador de marcha
El objetivo de este trabajo es la obtención del modelo dinámico inverso de un simulador de marcha humana basado en la plataforma Stewart-Gough. Para conseguir tal objetivo, se optó por utilizar un planteamiento existente, el cual ha sido analizado y desarrollado con el fin de que el lector pueda ent...
| Autor Principal: | Anchante Guimaraes, Cromwell Steven |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2011
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1061 |
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| Sumario: |
El objetivo de este trabajo es la obtención del modelo dinámico inverso de un
simulador de marcha humana basado en la plataforma Stewart-Gough. Para
conseguir tal objetivo, se optó por utilizar un planteamiento existente, el cual ha sido
analizado y desarrollado con el fin de que el lector pueda entender paso a paso
cómo se obtiene la ecuación final de la dinámica inversa. El presente trabajo es uno
de los elementos principales para la implementación de la estrategia de control,
cuya finalidad es simular con precisión una trayectoria dada.
El modelo dinámico es de tipo inverso puesto que se obtienen las fuerzas a partir
del conocimiento del movimiento del sistema. Tal modelo se obtuvo mediante la
combinación entre los métodos Newton-Euler y la formulación de Lagrange, los que
a su vez fueron aplicados sistemáticamente para constituir una forma compacta y
cerrada de ecuaciones dinámicas, con la finalidad de desarrollar las ecuaciones de
movimiento. La dinámica de tipo directa es también necesaria para plantear la
estrategia de control, pero en el presente trabajo tal análisis no ha sido abordado.
Considerando las ventajas que ofrece el método Newton-Euler y la formulación de
Lagrange se pudo obtener una forma compacta y cerrada de ecuaciones dinámicas
en un determinado espacio de trabajo a través de la combinación de ambos
métodos de modelación, con la finalidad de obtener el modelo dinámico del
sistema. Tal planteamiento ha sido propuesto por Guo y Li, quienes analizan la
cinemática y dinámica inversa de un manipulador paralelo de seis grados de
libertad, como el que se ha diseñado en la PUCP.
En este sentido, la deducción del modelo dinámico se dividió en dos partes, el
movimiento de los seis actuadores unidos a la base fija y el de la plataforma móvil.
Las fuerzas restrictivas en la unión superior de cada actuador fueron obtenidas a
través de la formulación de Lagrange. La concepción de la dinámica de la
plataforma fue obtenida mediante el método Newton-Euler, incorporando fuerzas
restrictivas en la forma compacta. Los efectos de la fricción no fueron evaluados, lo
cual permite que el modelo dinámico planteado sea mejorado.
Finalmente, el modelo dinámico fue implementado y simulado en computadora
utilizando el software Mathcad, con la finalidad corroborar y validar el procedimiento
analítico realizado para la obtención de la ecuación dinámica inversa de la
plataforma Stewart-Gough. |
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