Industria-prozesuetan erabiltzen diren roboten energia-kontsumoa murriztu daiteke

Dibulgazioa · EHUko ikerketa

Irudika dezagun, une batez, etengabe kafe-kikara bat hartu eta kikara hori ahora eraman behar duen robot baten besoa. Beso robotiko horren giltzadurak nolabaiteko malgutasuna eta motor elektriko bat behar ditu izan, goranzko eta beheranzko mugimendua eragiteko. Horrenbestez, motor horri aginduak eman behar zaizkio, giltzadura horrek besoari dagozkion mugimenduak egin ditzan. “Motor bati une oro eman behar zaizkio aginduak. Izan ere, motorrak une oro (denbora jarraituan) jakin behar du zein angelutan egon behar duen bere ardatzak. Gaur egungo kontrolagailu digitalek, berriz, une jakin batzuetan (denbora diskretuan) baino ez dituzte aginduak ematen; aginduak laginka edota taupadaka bidaltzen dituztela esan daiteke: orain bat, eten txiki bat, eta gero beste bat, eten txiki bat…eta horrela” azaldu du Unai Ugaldek, UPV/EHUren Teknologia Elektronikoaren Saileko irakasleak. Hain zuzen ere, agindurik gabeko lagin-tarte horretarako proposamen berri bat egin du UPV/EHUko ikertzaileak lan honetan.

1. Irudia: Robot artikulatu baten besoa
1. Irudia: Robot artikulatu baten besoa.

Oro har, industrian, agindu berri bat helarazten ez den bitartean, azkenengo aginduari eusten zaio. Alegia, kontrol-agindu berria heldu arte, aurrekoari egiten zaio kasu. “Ikerketa honetan ikusi dugu joera hori alda daitekeela. Azken agindua ez ezik azkenaurrekoa ere oinarritzat hartuta, bi balio horien funtzio polinomiko bat erabili dugu prozesua nolabait berreraikitzeko” adierazi du Ugaldek. “Horixe izan da, hain zuzen, ikerketaren berrikuntza” gehitu du.

Energia-aurrezpena

Gaurdaino, kontrol-agindu berria heldu arte aurrekoa hartzen zen kontuan, hau da, kontrol-sistemen literaturan “zero ordenako berreraiketa” (zero-order reconstruction) deitzen dena egiten zen. Baina hori ez da aukera bakarra, eta horretan zentratu da, hain zuzen, ikerketa-lan hau. Azkenaurreko agindua eta azkenekoa abiapuntutzat hartuta, bi aginduak kontuan hartzeak ekar ditzakeen onurak aztertzea eta esperimentalki egiaztatzea izan ditu helburu. Berreraiketa hori laua barik lineal maldaduna denean, “frakzio-ordenako berreraiketa” (fractional-order reconstruction) deritzo, eta, aski ezaguna bada ere, nahiko baztertuta egon da orain arte.

Ugaldek egiaztatu du berreraiketa polinomikoak edo frakzio ordenako berreraiketak bereziki interesgarriak izan daitezkeela izaera malgua duten giltzaduretan, roboten ukondo eta eskumuturretan, besteak beste. Izan ere, laborategian egindako entseguek erakutsi dute “motorrak higitzeko eskatzen duen energia nabarmen murrizten dela, kasu idealizatu batzuetan % 40ra arte, agindutako ibilbidearen zehaztasuna galdu gabe” adierazi du Ugaldek.

2. Irudia: Unai Ugalde ikertzailea.
2. Irudia: Unai Ugalde ikertzailea.

Saiakuntza horiek laborategi mailan eta eskala txikiko prototipo batean egin dituzte; hau da, baldintza idealizatuetan. Hurrengo urratsa litzateke “industria mailan ere horrenbesterainoko aurrezpena lor daitekeen edo ez ikustea” nabarmendu du UPV/EHUko ikertzaileak. Nolanahi ere, “hobekuntzak txikiagoak balira ere, eta badirudi hala gertatuko litzatekeela, energia elektrikoaren kostua ikusita, aurrerapen nabaria ekarriko luke” gehitu du.

Egileari buruz

Unai Ugalde Olea (1968, Bilbo) ingeniari elektrikoa da, eta Fisika Zientzietan doktorea. Gainera, Teknologia Elektronikoaren Saileko irakaslea da UPV/EHUko Bilboko Industria Ingeniaritza Teknikoko Unibertsitate Eskolan. Hain zuzen, eskola horretan egin du “Generalized Hold Devices for Digital-to-Analog Conversion in Electronically Controlled Systems” izeneko doktore-tesia, Rafael Bárcena eta Koldo Basterretxea irakasleak zuzendari zituela. Control Engineering Practice aldizkarian argitaratutako ikerketa hau tesi horren testuinguruan kokatzen da.

Iturria: U. Ugalde, R. Bárcena, K. Basterretxea. “Generalized sampled-data holds to reduce energy consumption in resonant systems“. Control Engineering Practice 26: 28-40. (2014)

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude