Diseño e implementación de un controlador de movimiento por modo deslizante para el robot UR5 con minimización del error de trayectoria y tiempo de respuesta

• Autor: Morales Azañedo, Sergio Martin
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/438
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/438
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Robots; Controladores de movimiento; Control de trayectoria en robots; Procedimientos Quirúrgicos Robotizados; Motion control devices; Robotic trajectory control; Robotic Surgical Procedures; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

El uso de robots manipuladores en cirugías laparoscópicas asistidas ha ganado relevancia debido a su capacidad para mejorar la precisión y reducir las limitaciones de las técnicas quirúrgicas convencionales. Sin embargo, la operación eficaz de estos robots requiere controladores que manejen con precisión las complejas dinámicas no lineales y las perturbaciones desconocidas. Esta tesis se centra en el diseño e implementación de un controlador de movimiento por modo deslizante para el robot UR5, con el objetivo de mejorar la precisión y rapidez en tareas quirúrgicas, específicamente en cirugías laparoscópicas asistidas. Los robots enfrentan desafíos como perturbaciones externas y limitaciones en el rango de movimiento, por lo que se propone un controlador robusto que minimice el error de trayectoria y el tiempo de respuesta, asegurando que el robot siga las referencias de posición y orientación del cirujano con precisión y estabilidad, incluso bajo condiciones adversas como variaciones de carga o superficies irregulares. La verificación del funcionamiento del controlador incluye simulaciones en Gazebo y pruebas experimentales en un laboratorio, evaluando su desempeño en una tarea de corte sobre carne de cerdo, simulando un escenario quirúrgico. Con la optimización de parámetros mediante algoritmos genéticos, se obtuvo un error de 0.4168 mm y un tiempo de respuesta de 3.8s, en comparación con un error de 0.5552 mm y un tiempo de 5.05s utilizando optimización mediante programacion cuadratica secuencial (SQP).