Foro Docente del Área Mecánica de las Ingenierías, VIII Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica - III Congreso Argentino de Ingeniería Ferroviaria

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Control por modos deslizantes con compensación de la histéresis de un sistema para posicionamiento de ultra precisión
Alejandro Emmanuel Masante, Rogelio Lorenzo Hecker, Miguel Edgardo Peña, Marcelo Gustavo Flores

Última modificación: 01-08-2023

Resumen


Los dispositivos de posicionamientos de ultra precisión son una parte principal de los sistemas de fabricación y/o manipulación en áreas tales como nanotecnología, biotecnología, microfabricación, entre otras. Una manera efectiva de lograr desplazamientos con resoluciones submicrométricas se consigue mediante la utilización de sistemas flexibles accionados por piezoeléctricos. Si bien a partir de este mecanismo de actuación se consiguen elevadas resoluciones en el posicionado, estos sistemas presentan fenómenos vibratorios y no lineales que pueden llegar a degradar significativamente el desempeño del sistema controlado.

En este trabajo se presenta una ley de control por modos deslizantes diseñada para comandar un sistema de ultra precisión de estructura flexible accionado por piezoeléctrico. El algoritmo de control se establece a partir de un modelo de segundo orden tendiente a caracterizar la dinámica de alta frecuencia del sistema, en el cual se contempla el fenómeno no lineal de la histéresis por medio del modelo Bouc-Wen. A los efectos de suplir el chattering, se considera un observador de las perturbaciones cuasiestáticas y se utiliza una función de tipo saturación en el término robusto de la ley de control. El desempeño del sistema controlado se evaluó experimentalmente, obteniéndose un error menor al 3% al considerar como entrada de referencia una señal multifrecuencial de amplitud máxima de 42 micrómetros.

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