Modelo y simulación de la dinámica del actuador elástico serie de un pie protésico tipo ESAR
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2024-02-06
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Giraldo Ramos, Frank Nixon (2024). Modelo y simulación de la dinámica del actuador elástico serie de un pie protésico tipo ESAR. https://hdl.handle.net/11349/39881
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Resumen
In this document, the study and development of a model that determines the dynamic system for a motorized series elastic actuator of an energy storage and return (ESAR) prosthetic foot is proposed. With a view to applying a control algorithm, which is based on state observers, as a paradigm that seeks to improve the validation of its performance in this type of actuators for ankle-foot prostheses as well as to increase the robustness of the control with respect to disturbances. In the results achieved, the dynamic model is presented along with its parameterization to obtain the state representation from the transfer function model, to apply the conventional PID and state observer control strategies, to finally validate the performance of each strategy regarding its reaction to disturbances, verifying the contribution of strategies based on state observer for the control of SEA actuators in prosthesis applications.
Descripción
En este documento, se propone el estudio y desarrollo de un modelo que determine el sistema dinámico para un actuador elástico serie motorizado de un pie protésico de almacenamiento y retorno de energía (ESAR). Con miras a aplicar un algoritmo de control, que se fundamente en observadores de estado, como paradigma que busque mejorar validar su desempeño en este tipo de actuadores para prótesis tobillo-pie al igual que aumentar la robustez del control respecto a perturbaciones. En los resultados alcanzados, se presenta el modelo dinámico junto con su parametrización para obtener la representación de estado a partir del modelo de función de transferencia, para aplicar las estrategias de control PID convencional y de observador de estado, para finalmente validar el desempeño de cada estrategia respecto a su reacción frente a las perturbaciones, verificándose el aporte de las estrategias basadas en observador de estado para el control de actuadores SEA en aplicaciones de prótesis.