APLICACIÓN DE UN REGULADOR H-INFINITO NO LINEAL PARA GRÚA 3D (APPLICATION OF A NONLINEAR H-INFINITY REGULATOR FOR A 3D-CRANE)

Resumen

Resumen

En este artículo se presenta la solución al problema de estabilizacion de posición robusta ante perturbaciones externas de una grúa a través de un regulador H-infinito no lineal. La grúa bajo estudio en un sistema mecánico subactuado de cinco grados de libertad y tres actuadores que manipulan el movimiento de la cuerda a través de un carro que se mueve en el plano cartesiano. Las posiciones de los actuadores y los ángulos de la cuerda que transporta la carga se pueden medir únicamente mientras que sus velocidades se estiman a través de un filtro H-infinito. Por naturaleza, la carga se encuentra sujeta a perturbaciones externas que se asumen pertenecen al espacio . La solución al problema de control H-infinito por retroalimentación de salida involucra la solución a un par de ecuaciones algebraicas perturbadas de Riccati que evitan hacer la verificación de controlabilidad y detectabilidad del sistema. Los resultados experimentales, realizados en una grúa didáctica, demuestran la factibilidad del método.

Palabras claves: Grúa, regulador H-infinito no lineal, robustez.  

Abstract

In this paper we present the solution to the robust position stabilization against external disturbances of a crane by using a nonlinear H-infinity regulator. The crane under study is an underactuated mechanical system of five degrees-of-freedom and three actuators that manipulate the rope through a cart moving along the Cartesian space. The position of the cart and the angles of the rope are the only available measurements for feedback while its velocities are estimated by using an H-infinity filter. Typically, the rope is affected by external disturbances which are assumed belong to the  space. The solution of the H-infinity regulator involves the solution of two perturbed algebraic Riccati equations which avoid the verification of the controllability and detectability of the system. The experimental results, made in a laboratory crane, demonstrate the effectiveness of the proposed method.

Keywords: Crane, nonlinear H-infinity regulator, robustness.