Controllo robusto di un manipolatore industriale

This thesis focuses on the development and implementation of a robust control system for a two-degree-of-freedom industrial manipulator, the Barras ERICC. The main aim of the work was to ensure that through the proposed control law, sliding mode control, it was possible to position the manipulator as desired, and therefore make it capable of reaching certain pieces designated as targets. The proposed control strategies were first tested in a simulation environment, using MATLAB/Simulink, to get an idea of the response of the robot model to the mentioned control law. The simulation results showed more than acceptable performance, leading us to the actual implementation and real tests on the manipulator. Subsequently, the developed solutions were implemented on the robot, after adapting procedures and parameters to a concrete environment, rather than to a simulation one. Furthermore, the system has been enriched with vision software, which, trained on a certain type of objects, is able to recognize when one of these is in front of the manipulator, extract the coordinates of its Cartesian position and obtain the positions necessary to the joints of the robot to reach it, giving the reference signals to the control system. In conclusion, the thesis demonstrates how the sliding mode control law, specifically supported by the vision system, was able to make the ERICC complete the task assigned in the beginning.

Questa tesi si concentra sullo sviluppo e l’implementazione di un sistema di controllo robusto per un manipolatore industriale a due gradi di libertà, il Barras ERICC. L’obiettivo principale del lavoro è stato far sì che tramite la legge di controllo proposta, sliding mode control, si fosse in grado di far posizionare il manipolatore come voluto, e renderlo dunque in grado di raggiungere determinati pezzi designati come target. Le strategie di controllo proposte sono state dapprima testate in ambiente di simulazione, utilizzando MATLAB/Simulink, per avere un’idea della risposta del modello del robot alla legge di controllo applicata. I risultati delle simulazioni hanno mostrato delle prestazioni più che accettabili, lasciando dunque spazio aperto all’implementazione effettiva e le prove reali sul manipolatore. Successivamente, le soluzioni sviluppate sono state implementate sul robot, dopo aver adattato procedure e parametri ad un ambiente concreto, piuttosto che ad uno di simulazione. Inoltre si è arricchito il sistema con un software di visione, che allenato su un certo tipo di oggetti, è in grado di riconoscere quando uno di questi si trova di fronte al manipolatore, estrarne le coordinate della sua posizione cartesiana ed ottenere le posizioni necessarie per i giunti del robot per andare a raggiungerlo, andando a dare i segnali di riferimento al sistema di controllo. In conclusione, la tesi dimostra come la legge di controllo in sliding mode, appositamente affiancata dal sistema di visione, sia stata in grado di far compiere all’ERICC il task assegnato in principio.