Vol. 24 Núm. 3 (2025): Revista UIS Ingenierías
Artículos

Control de un robot articulado de 2 GDL

Ania Lussón-Cervantes
Universidad Federal Rural de Pernambuco
Reinel Beltrán -Aguedo
Universidad Federal Rural de Pernambuco
Nardy Bernardez- Rubio
Pegasus Land Surveyors

Publicado 2025-08-05

Palabras clave

  • seguimiento de trayectorias,
  • control por modos deslizantes,
  • control por par calculado,
  • control proporcional-derivativo,
  • robot articulado de 2 GDL

Cómo citar

Lussón-Cervantes, A., Beltrán -Aguedo, R., & Bernardez- Rubio , N. (2025). Control de un robot articulado de 2 GDL. Revista UIS Ingenierías, 24(3), 1–14. https://doi.org/10.18273/revuin.v24n3-2025001

Resumen

En este artículo se presenta la comparación de tres estrategias para el control de posición de un robot articular de dos grados de libertad: control proporcional-derivativo, control por par calculado y control por modo deslizante.  Los resultados de simulación son obtenidos en Matlab® y la comparación de las estrategias de control se realiza por medio de índices de desempeño basados en la integral del error, para el seguimiento de trayectorias en línea recta, el rechazo a perturbación del tipo escalón, y finalmente, considerando incertidumbres paramétricas en el modelo dinámico. Son constatadas las bondades de cada estrategia, en la que se destaca el control por modo deslizante, al ofrecer una mejor respuesta del sistema controlado, lo que la torna la estrategia más robusta.

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Citas

  1. [1] L. E. Solaque-G., G. Sánchez-H., y A. Riveros-G., “Diseño y pruebas con hardware en el lazo de controladores dinámicos para un robot agrícola”, Revista UIS Ingenierías, vol. 19, no. 2, pp. 89-98, 2020. doi: 10.18273/revuin.v19n2-2020010
  2. [2] J. Ramos-Rojas, J. S. Lora-Millan, J. A. Castano, J. Carballeira, P. R. Fernández, y S. Borromeo, “Diseño conceptual de un robot de rehabilitación de la marcha pseudoestacionario”, Rev. iberoam. autom. inform. ind., vol. 21, no. 4, pp. 351–361, 2024. doi: https://doi.org/10.4995/riai.2024.20732
  3. [3] U. Vázquez, J. González-Sierra, G. Fernández-Anaya, y E. G. Hernández-Martínez, “Análisis del desempeño de un control PID de orden fraccional en un robot móvil diferencial”, Rev. iberoam. autom. inform. ind., vol. 19, no. 1, pp. 74–83, 2022. doi: https://doi.org/10.4995/riai.2021.15036
  4. [4] R. Rascón, A. Flores-Mendoza, J. Moreno-Valenzuela, y C. Aguilar-Avelar, “Control para seguimiento de trayectorias cartesianas en robots manipuladores”, Rev. iberoam. autom. inform. ind., vol. 21, no. 3, pp. 252–261, 2024. doi: https://doi.org/10.4995/riai.2024.20399
  5. [5] G. Simonini, M. Baracca, T. V. Cavaliere, A. Bicchi and P. Salaris, "A Novel Formulation for Adaptive Computed Torque Control Enabling Low Feedback Gains in Highly Dynamical Tasks," in IEEE Access, vol. 13, pp. 69898-69909, 2025, doi: 10.1109/ACCESS.2025.3561635
  6. [6] S. Mahmood Mahdi, A. I. Abdulkareem, A. Jaleel Humaidi, A. K. Al Mhdawi and H. Al-Raweshidy, "Comprehensive Review of Control Techniques for Various Mechanisms of Parallel Robots," in IEEE Access, vol. 13, pp. 63381-63416, 2025, doi: 10.1109/ACCESS.2025.3557937
  7. [7] J. Guimarães-Batista, D. Araújo de Souza, L. L. Nogueira dos Reis, A. Barbosa-de Souza Júnior, “PID and LQR controllers applied to the inverse dynamics of a 3-DOF Manipulator”, in Brazilian Journal of Development, vol.7, no.7, pp.71878-71894, 2021, doi:10.34117/bjdv7n7-388
  8. [8] H. M. Tuan, F. Sanfilippo, N. V. Hao, “Modelling and Control of a 2-DOF Robot Arm with Elastic Joints for Safe Human-Robot Interaction”, Frontiers in robotics and AI, vol. 8, no. 679304, 2021, doi:10.3389/frobt.2021.679304
  9. [9] M. Bi, “Control of Robot Arm Motion Using Trapezoid Fuzzy Two-Degree-of-Freedom PID Algorithm”, Symmetry, vol. 12, no. 4, pp. 665, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/sym12040665
  10. [10] L. Djilali, A. Badillo-Olvera, Y. Yuliana Rios, H. López-Beltrán, y L. Saihi, “Neural high order sliding mode control for doubly fed induction generator based wind turbines”, IEEE Latin America Transactions, vol. 20, no. 2, pp. 223–232, 2022. doi: 10.1109/TLA.2022.9661461
  11. [11] D. C. Gandolfo, F. G. Rossomando, C. M. Soria, and R. O. Carelli, “Adaptive neural compensator for robotic systems control”, IEEE Latin America Transactions, vol. 17, no. 04, pp. 670–676, 2019. doi: 10.1109/TLA.2019.8891932
  12. [12] V. T. Yen, W. Y. Nan, and P. V. Cuong, “Robust adaptive sliding mode neural networks control for industrial robot manipulators”, Int. J. Control Autom. Syst., vol. 17, no. 3, pp. 783 792, 2019. doi: https://doi.org/10.1007/s12555-018 0210-y
  13. [13] T. N. Truong, A. T. Vo, and H. J. Kang, “A backstepping global fast terminal sliding mode control for trajectory tracking control of industrial robotic manipulators”, IEEE Access, vol. 9, pp. 31921–31931, 2021. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3060115
  14. [14] M. Rahmani, H. Komijani, M. H. Rahman, “New Sliding Mode Control of 2-DOF Robot Manipulator Based on Extended Grey Wolf Optimizer”, in Int. J. Control Autom. Syst., vol. 18, no. 6, pp. 1572–1580, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s12555-019-0154-x
  15. [15] H. M. Tuan, F. Sanfilippo, N. V. Hao, “A Novel Adaptive Sliding Mode Controller for a 2-DOF Elastic Robotic Arm”, Robotics, vol. 11, no. 2, pp. 47, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/robotics11020047
  16. [16] J. Son, H. Kang, S. H. Kang, “A Review on Robust Control of Robot Manipulators for Future Manufacturing”, Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 24, pp. 1083–1102, 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s12541-023-00812-9
  17. [17] A. T. Vo, H. J. Kang, “Neural Integral Non-Singular Fast Terminal Synchronous Sliding Mode Control for Uncertain 3-DOF Parallel Robotic Manipulators”, in IEEE Access, vol. 8, pp. 65383-65394, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2984891
  18. [18] M. Coronel, R. Orellana, L. Mora, R. Rojas, and J. C. Agüero, “A sliding mode control strategy for cascade systems”, IEEE Latin America Transactions, vol. 17, no. 09, pp. 1410–1417, 2019. doi: 10.1109/TLA.2019.8931133
  19. [19] C. Yang, D. Huang, W. He and L. Cheng, "Neural Control of Robot Manipulators with Trajectory Tracking Constraints and Input Saturation," in IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, vol. 32, no. 9, pp. 4231-4242, 2021, doi: 10.1109/TNNLS.2020.3017202
  20. [20] R. S. Ortigoza, E. R. Ramos-Silvestre, V. M. H. Guzman, J. C. Rivera-Díaz, y H. Toro, “Modelado y simulación de un robot rígido de dos grados de libertad”, Latin American Journal of Physics Education, vol. 5, no. 1, pp. 321–327, 2011.
  21. [21] M. F. Sardella, E. Serrano, O. Camacho, and G. Scaglia, “Improvement of linear algebra controllers using sliding surface concepts: Applications to chemical processes”, IEEE Latin America Transactions, vol. 19, no. 8, pp. 1299–1306, 10.1109/TLA.2021.9475860 2021. doi: 10.1109/TLA.2021.9475860
  22. [22] Y. Liu, M. Kong, N. Wan, and P. Ben-Tzvi, “A geometric approach to obtain the closed-form forward kinematics of H4 parallel robot”, ASME. J. Mechanisms Robotics, vol. 10, no. 5, pp. 051013–1 051013–9, October 2018. doi: 10.1115/1.4040703
  23. [23] R. Martínez Peralta, E. Zamora Gómez, and J. H. Sossa Azuela, “Efficient fpga hardware implementation no. for robot manipulator kinematic modeling using rational trigonometry”, IEEE Latin America Transactions, vol. 17, 09, pp. 1524–1536, 2019, doi: 10.1109/TLA.2019.8931147
  24. [24] J. J. Craig, Introduction to robotics: mechanics and control. Third Edition. Upper Saddle River, NJ, UEA: Pearson Education International, 2005.
  25. [25] R. Kelly, V. S. Davila and J. A. L. Perez, Control of Robot Manipulators in Joint Space. London, U.K: Springer, 2005.
  26. [26] A. Barrientos, L. F. Peñín, C. Balaquer, y R. Aracil, Fundamentos de Robótica. Madrid, ES: McGraw-Hill, 1997.
  27. [27] V. I. Utkin, “Variable structure systems with sliding modes”, IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 22, 2, pp. 10.1109/TAC.1977.1101446
  28. [28] J. J. E. Slotine and W. Li, Applied nonlinear control. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc, 1991.