Active compliance control strategies for multifingered robot hand

Safety issues have to be enhanced when the robot hand is grasping objects of different shapes, sizes and stiffness. The inability to control the grasping force and finger stiffness can lead to unsafe grasping environment. Although many researches have been conducted to resolve the grasping issues, particularly for the object with different shape, size and stiffness, the grasping control still requires further improvement. Hence, the primary aim of this work is to assess and improve the safety of the robot hand. One of the methods that allows a safe grasping is by employing an active compliance control via the force and impedance control. The implementation of force control considers the proportional–integral–derivative (PID) controller. Meanwhile, the implementation of impedance control employs the integral slidingmode controller (ISMC) and adaptive controller. A series of experiments and simulations is used to demonstrate the fundamental principles of robot grasping. Objects with different shape, size and stiffness are tested using a 3-Finger Adaptive Robot Gripper. The work introduces the Modbus remote terminal unit [RTU] protocol, a low-cost force sensor and the Arduino IO Package for a real-time hardware setup. It is found that, the results of the force control via PID controller are feasible to maintain the grasped object at certain positions, depending on the desired grasping force (i.e., 1N and 8N). Meanwhile, the implementation of impedance control via ISMC and adaptive controller yields multiple stiffness levels for the robot fingers and able to reduce collision between the fingers and the object. However, it was found that the adaptive controller produces better impedance control results as compared to the ISMC, with a 33% efficiency improvement. This work lays important foundations for long-term related research, particularly in the field of active compliance control that can be beneficial to human–robot interaction (HRI)

Digital control of an electro discharge machining (EDM) system

This thesis presents a model of the complete Electro Discharge Machining (EDM) system and the design and implementation of a digital controller for the servomotor control and the gap voltage and current pulse power generator. A Matlab/Simulink simulation is used to investigate the EDM system model behaviour and based on the simulation results, a compensated EDM control system is designed. Simulation studies were also earned out to predict the material removal rate of a steel workpiece in mm3/min . The control software of the EDM control process and servo system control was performed mainly in software with minimal hardware implementation. The control hardware consists of an eZdsp, userinterface device and analogue signal processing and interfacing circuit. The eZdsp communicates with the user-interface device by sending the information/instruction to the LCD screen while the user-interface device uses push button switches to communicate with the eZdsp. It is shown that one DSP microcontroller can be used to provide the control functions for the EDM system. The experimental studies of the Electro Discharge Machining process using a copper electrode, a graphite electrode and steel workpiece materials are presented in tabular and graphical forms. The analysis of the experimental results show that the material removal rate is influenced by the process parameters such as the gap current Igap• gap voltage V arc. pulse on-time Ion, and sparking frequency F, as well as the material properties of the electrode and the workpiece. Comparison studies between simulation and experimental results show reasonable agreement. Further improvement was made to the EDM process model based on the comparison studies. As a result, the predicted material removal rate using the improved EDM process model shows better agreement with experimental results.EThOS - Electronic Theses Online ServiceGBUnited Kingdo

Use of Artificial Intelligence Methods in Control Systems with Programmable Controllers

Bakalářská práce se zabývá možnostmi využití modulu pro umělou inteligenci (AI) SIMATIC S7- 1500 TM NPU od firmy Siemens. AI je konkrétně využita ve formě konvoluční neuronové sítě (CNN) ke klasifikaci obrázků pořízených kamerou. V teoretické části je seznámení se základními principy umělé inteligence a popisem CNN, které se používají pro zpracování obrazu. Je zde rovněž rozbor oblastí, kde se AI dá využít společně s programovatelnými automaty (PLC). Nakonec je popsán modul TM-NPU, který se využívá jako výpočetní jednotka pro neuronové sítě. Praktická část se věnuje vytvoření klasifikačního modelu pro klasifikaci typu dřevěných puků a jeho nasazení do modelu TM-NPU. Dále se zabývá vytvořením programu pro PLC, který načítá klasifikační data z modulu a dále s nimi pracuje. Cílem práce je úspěšná demonstrace úlohy, využívající metod umělé inteligence (klasifikace) pomocí modulu TM-NPU.This Bachelor thesis describes usage of module for artificial inteligence (AI) SIMATIC S7-1500 TM NPU by Siemens. In particular, AI is used in form of convolutional neural network (CNN) for classification of images taken by camera. In theoretical part there is a familiarization with basic principles of AI and description of CNNs which are used for image processing. Next, there is an analysis on common usages of AI with PLC. Finally, the module TM-NPU which is used as computing capacity for neural networks is described. Practical part is devoted to creation of classification model and it’s deployement to TM-NPU. Next, it deals with creation of a PLC program, which process classification data received from the module and perform certain actions based on that data. The aim of this thesis is to successfully demonstrate task, which exploits AI methods (classification) on TM-NPU.450 - Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvívýborn

Induction Motors

AC motors play a major role in modern industrial applications. Squirrel-cage induction motors (SCIMs) are probably the most frequently used when compared to other AC motors because of their low cost, ruggedness, and low maintenance. The material presented in this book is organized into four sections, covering the applications and structural properties of induction motors (IMs), fault detection and diagnostics, control strategies, and the more recently developed topology based on the multiphase (more than three phases) induction motors. This material should be of specific interest to engineers and researchers who are engaged in the modeling, design, and implementation of control algorithms applied to induction motors and, more generally, to readers broadly interested in nonlinear control, health condition monitoring, and fault diagnosis

Manipulador aéreo con brazos antropomórficos de articulaciones flexibles

[Resumen] Este artículo presenta el primer robot manipulador aéreo con dos brazos antropomórficos diseñado para aplicarse en tareas de inspección y mantenimiento en entornos industriales de difícil acceso para operarios humanos. El robot consiste en una plataforma aérea multirrotor equipada con dos brazos antropomórficos ultraligeros, así como el sistema de control integrado de la plataforma y los brazos. Una de las principales características del manipulador es la flexibilidad mecánica proporcionada en todas las articulaciones, lo que aumenta la seguridad en las interacciones físicas con el entorno y la protección del propio robot. Para ello se ha introducido un compacto y simple mecanismo de transmisión por muelle entre el eje del servo y el enlace de salida. La estructura en aluminio de los brazos ha sido cuidadosamente diseñada de forma que los actuadores estén aislados frente a cargas radiales y axiales que los puedan dañar. El manipulador desarrollado ha sido validado a través de experimentos en base fija y en pruebas de vuelo en exteriores.Ministerio de Economía y Competitividad; DPI2014-5983-C2-1-

XLIII Jornadas de Automática: libro de actas: 7, 8 y 9 de septiembre de 2022, Logroño (La Rioja)

[Resumen] Las Jornadas de Automática (JA) son el evento más importante del Comité Español de Automática (CEA), entidad científico-técnica con más de cincuenta años de vida y destinada a la difusión e implantación de la Automática en la sociedad. Este año se celebra la cuadragésima tercera edición de las JA, que constituyen el punto de encuentro de la comunidad de Automática de nuestro país. La presente edición permitirá dar visibilidad a los nuevos retos y resultados del ámbito, y su uso en un gran número de aplicaciones, entre otras, las energías renovables, la bioingeniería o la robótica asistencial. Además de la componente científica, que se ve reflejada en este libro de actas, las JA son un punto de encuentro de las diferentes generaciones de profesores, investigadores y profesionales, incluyendo la componente social que es de vital importancia. Esta edición 2022 de las JA se celebra en Logroño, capital de La Rioja, región mundialmente conocida por la calidad de sus vinos de Denominación de Origen y que ha asumido el desafío de poder ganar competitividad a través de la transformación verde y digital. Pero también por ser la cuna del castellano e impulsar el Valle de la Lengua con la ayuda de las nuevas tecnologías, entre ellas la Automática Inteligente. Los organizadores de estas JA, pertenecientes al Área de Ingeniería de Sistemas y Automática del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de La Rioja (UR), constituyen un pilar fundamental en el apoyo a la región para el estudio, implementación y difusión de estos retos. Esta edición, la primera en formato íntegramente presencial después de la pandemia de la covid-19, cuenta con más de 200 asistentes y se celebra a caballo entre el Edificio Politécnico de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial y el Monasterio de Yuso situado en San Millán de la Cogolla, dos marcos excepcionales para la realización de las JA. Como parte del programa científico, dos sesiones plenarias harán hincapié, respectivamente, sobre soluciones de control para afrontar los nuevos retos energéticos, y sobre la calidad de los datos para una inteligencia artificial (IA) imparcial y confiable. También, dos mesas redondas debatirán aplicaciones de la IA y la implantación de la tecnología digital en la actividad profesional. Adicionalmente, destacaremos dos clases magistrales alineadas con tecnología de última generación que serán impartidas por profesionales de la empresa. Las JA también van a albergar dos competiciones: CEABOT, con robots humanoides, y el Concurso de Ingeniería de Control, enfocado a UAVs. A todas estas actividades hay que añadir las reuniones de los grupos temáticos de CEA, las exhibiciones de pósteres con las comunicaciones presentadas a las JA y los expositores de las empresas. Por último, durante el evento se va a proceder a la entrega del “Premio Nacional de Automática” (edición 2022) y del “Premio CEA al Talento Femenino en Automática”, patrocinado por el Gobierno de La Rioja (en su primera edición), además de diversos galardones enmarcados dentro de las actividades de los grupos temáticos de CEA. Las actas de las XLIII Jornadas de Automática están formadas por un total de 143 comunicaciones, organizadas en torno a los nueve Grupos Temáticos y a las dos Líneas Estratégicas de CEA. Los trabajos seleccionados han sido sometidos a un proceso de revisión por pares

Actas de las XXXIV Jornadas de Automática

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