Control coordinado de manipuladores aéreos

Abstract

Los Robots Manipuladores Aéreos constituyen un campo de investigación de alto interés científico y tecnológico, al combinar la capacidad de movilidad de un vehículo aéreo con la destreza y capacidad de manipulación de un brazo robótico. El estudio de estos sistemas plantea un desafío fundamental en el modelado y control coordinado de estructuras robóticas acopladas altamente no lineales, con redundancia cinemática y acoplamiento dinámico. Esta tesis tiene un carácter predominantemente científico, orientado al avance del conocimiento en el modelado y control coordinado de un sistema acoplado formado por un brazo robótico de configuración antropomórfico y una plataforma aérea tipo hexarrotor. Se propone una arquitectura de control centrada en el extremo operativo, sustentada en modelos cinemáticos y dinámicos generalizados que permiten describir rigurosamente las restricciones y capacidades del sistema. Se diseñan algoritmos de control que explotan la redundancia del sistema para ejecutar simultáneamente tareas primarias y secundarias, enfocadas en la optimización energética y maximización de manipulabilidad sin comprometer la estabilidad. Además, se implementa un esquema de control servo-visual bioinspirado, capaz de realizar seguimiento y captura de objetivos móviles y fijos, integrando sensores de percepción y adaptabilidad dinámica. Todas las estrategias propuestas incorporan un análisis formal de estabilidad y robustez frente a perturbaciones, lo que respalda su validez teórica y desempeño bajo condiciones reales. Los resultados teóricos y experimentales respaldan la efectividad de la arquitectura propuesta y contribuyen al entendimiento de la interacción entre plataforma aérea y brazo robótico.