Traslación controlada de actuador con colchón de aire ante fenómenos tipo Jerk.

Abstract

"Los procesos de manufactura pueden requieren movimientos rápidos y precisos; por ejemplo, para el transporte de materiales, paquetes, ensamble, etc. Los motores lineales de magnetos permanentes son una alternativa para garantizar precisión en movimientos lineales a altas velocidades. Sin embargo, los movimientos a altas velocidades ocasionan problemas que reducen el desempeño del sistema. Estos sistemas presentan fenómenos de sacudida al tener un lazo cerrado de control. Es por esto que, queremos un m´ınimo de sacudidas como requerimiento de diseño. El sistema en lazo cerrado puede ser descrito por una ecuación diferencial tipo Jerk al considerar la derivada temporal de las fuerzas que actúan en el sistema (por ejemplo fricción, reluctancia, inducida por la ley de control, entre otras ) obteniendo una ecuación diferencial de tercer orden. En el presente trabajo se busca la disminución de fenómenos de cambios temporales en la aceleración (sacudidas o Jerk) mediante una ley de control en un actuador lineal magnético para lograr un perfil de movimiento suave, el cual nos permite reducir el error durante el movimiento, menor desgaste del actuador y nos ayuda a evitar resonancia mecánica en la estructura. Sin embargo, ya que hay incertidumbre en la expresión exacta de estas fuerzas, si el sistema es observable, se puede construir un observador que estime los estados internos no medibles, relacionados a las fuerzas desconocidas, y con ellos diseñar una ley de control que aproxime la linealización del modelo y sea capaz de lograr el seguimiento de una referencia que garantice un mínimo de sacudidas. La aproximación es construida por un control dinámico no lineal que converge a uno geométrico linealizante."

"Manufacturing processes might required fast and accurate movements, for example to transfer of materials, packages, assembly, etc. The permanent magnet linear motors are an alternative to ensure accuracy in linear movements at high speeds. Nevertheless, high speed movements bring inertia troubles reducing the system performance. This thesis seeks the compensation phenomena of temporal changes in acceleration, (known as Jerk), via a control law on a magnetic linear actuator and smooth motion, which allows us to reduce the movement error, less deterioration on the actuator and this helps us to avoid mechanical resonance in the structure. These systems present shaken phenomena as a result of having a closed loop control, this is why when closing the control loop, low shaken is required from design. This system can be described by a differential equation type Jerk considering the time derivative of the forces acting on the system (friction, reluctance, induced by the control law among others) obtaining a third-order differential equation, however, because we don’t know the exact expression of these forces, and knowing the system is observable, an observer is built to estimate the unmeasured internal states related to the unknown forces and from them designing a control law that approximates to a linear type control capable to achieve the tracking of a reference that guarantees bounded Jerk."