Identificazione dei parametri dinamici e controllo adattativo al variare del carico per manipolatori robotici

Robotic industrial manipulators are widely used in automated sectors of industry. Modern methodologies for robotic control system design require knowledge of the dynamic model of the manipulator, used to simulate the dynamic behaviour and to enhance the performance of control schemes. In this thesis two methods for the identification of the dynamic parameters of industrial manipulators, one off-line and the other on-line, are proposed. Dynamic parameters are the unknown quantities of the dynamic model. The off-line identification algorithm is used for the identification of the dynamic model of the industrial manipulator ABB IRB140. The results of the process are verified through a validation test. Some adaptive control schemes are then developed, where the adaptive action is concentrated in the dynamic parameters of the payload applied at the end-effector, in order to reduce the computational costs. The performance of the proposed control schemes are evaluated in simulation on a model of the DEXARM manipulator, comparing them with those of classical control schemes.

I manipolatori robotici industriali sono estremamente diffusi nell'ambito dei settori automatizzati dell'industria. Le moderne tecnologie di progetto del sistema di controllo robotico prevedono la conoscenza del modello dinamico del manipolatore, utile a simularne al calcolatore il comportamento dinamico oltre che per migliorare le prestazioni degli schemi di controllo. Nel lavoro di tesi vengono proposti due metodi, uno fuori linea e uno in linea, per l'identificazione dei parametri dinamici di manipolatori industriali, ossia dei parametri che caratterizzano il modello dinamico. L'algoritmo di identificazione off-line è utilizzato per l'identificazione del modello dinamico del manipolatore industriale ABB IRB140. I risultati del procedimento sono verificati attraverso una prova di validazione. Si sviluppano successivamente alcuni schemi di controllo adattativo, in cui si concentra l'azione adattativa nei soli parametri dinamici del carico applicato all'end-effector, in modo da contenerne i costi computazionali. Le prestazioni degli schemi di controllo proposti sono valutate in simulazione su un modello del manipolatore DEXARM, confrontandole con quelle di schemi di controllo classico.