Control Adaptativo para Sistemas de Músculos Artificiales Neumáticos con Incertezas Paramétricas y Restricciones de Entrada Unidireccional

Los sistemas de músculos artificiales neumáticos (PAM) son una especie de actuadores en forma de tubo, que pueden actuar de manera similar a los músculos humanos al realizar movimientos contractiles o extensionales activados por aire a presión. En la actualidad, sigue siendo un problema abierto y desafiante abordar los problemas de control de posicionamiento y seguimiento de los sistemas PAM, debido a características inherentes, como entradas unidireccionales, altas no linealidades, histeresis, características variables en el tiempo, etc. En este artículo, se propone un nuevo método de control adaptativo para sistemas PAM, que logra un rendimiento de seguimiento satisfactorio. Con este fin, se diseña una ley de actualización para estimar parámetros desconocidos del sistema en línea. Además, se aplican algunas operaciones de transformación de entrada de control para abordar las restricciones unidireccionales (es decir, las entradas de control de los sistemas PAM deben ser siempre positivas). Hasta donde sabemos, comparado con la mayoría de los métodos de control existentes, este artículo ofrece la primera solución de control continuo para sistemas PAM que puede compensar simultáneamente incertezas paramétricas, rechazar perturbaciones externas y cumplir con restricciones unidireccionales. Sin linealizar la dinámica no lineal, se demuestra teóricamente que el sistema en bucle cerrado es asintóticamente estable en el punto de equilibrio con el análisis de estabilidad. Además, se implementa una serie de experimentos de hardware en una plataforma de hardware autoconstruida, indicando que el método propuesto logra un control de seguimiento satisfactorio y exhibe robustez contra incertezas paramétricas y perturbaciones.