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Modeling, design and control of a 4-arm delta parallel manipulator employing type-1 and interval type-2 fuzzy logic-based techniques for precision applications
Indexado
WoS WOS:001188020300001
Scopus SCOPUS_ID:85185401772
DOI 10.1016/J.ROBOT.2024.104661
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This paper presents the virtual design of a four-arm Delta parallel robot for potential applications in the food industry, specifically for the automated preparation of fast foods. Kinematic and dynamic models were developed based on the morphology of this type of robot. Cutting-edge and previously unexplored control strategies for these types of manipulators are then designed and implemented based on Fuzzy PD and Fuzzy PID configurations. Several performance indicators, such as the Integral Square Error (ISE), Integral Time Absolute Error (ITAE) and Integral Time Square Error (ITSE), were used to conduct a performance comparison of the control techniques, considering type-1 and interval type-2 fuzzy sets. In all the analyzed scenarios, the fuzzy controllers correspond to the Takagi–Sugeno–Kang model using linear functions of the inputs in the outputs. Among the main contributions of this work is the development of a detailed dynamic model of the robot in Simscape, incorporating realistic aspects that are often overlooked during analytical modeling. To ensure more accurate results, the rejection of external disturbances is thoroughly analyzed in simulations, considering elements such as time delays and control signal saturations. The results demonstrate the veracity of the proposed design for a four-arm Delta robot, both in models and in the Simscape/Simulink implementation. In the trajectory tracking task and external disturbance rejection, the superiority of the Fuzzy PID controller with interval type-2 fuzzy sets over fuzzy controllers with PD structure and over type-1 fuzzy sets is evidenced.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Computer Science, Artificial Intelligence
Automation & Control Systems
Robotics
Scopus
Computer Science Applications
Mathematics (All)
Control And Systems Engineering
Software
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 URREA-ONATE, CLAUDIO Hombre Universidad de Santiago de Chile - Chile
2 Domínguez, Carlos - Universidad de Santiago de Chile - Chile
3 KERN-MOLINA, JOHN Hombre Universidad de Santiago de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
Vicerrectoría de Investigación, Innovación y Creación of the Universidad de Santiago de Chile
Vicerrectoria de Investigacion, Innovacion y Creacion of the Universidad de Santiago de Chile, Chile

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported by the Vicerrectoría de Investigación, Innovación y Creación of the Universidad de Santiago de Chile, Chile .
This work was supported by the Vicerrectoria de Investigacion, Innovacion y Creacion of the Universidad de Santiago de Chile, Chile.

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