| dc.description.abstract | RESUMEN: El propósito de esta investigación es el desarrollo de una metodología para el
Diseño de mecanismos para el seguimiento de trayectorias predeterminadas, en donde se manejen de manera simultánea tanto la selección del tipo (topología) como la síntesis dimensional en un esquema de diseño concurrente. Para ello se implementó una representación matricial de mecanismos planos a partir de la teoría de grafos, la cual contiene la información necesaria del mecanismo para su reproducción. La representación también permite el análisis y manejo de los mecanismos mediante el planteamiento de problemas de optimización, que en este caso consisten en minimizar el error en el seguimiento de la trayectoria preestablecida. La metodología propuesta produce tanto el tipo de mecanismo como sus dimensiones apropiadas para el seguimiento de cualquier trayectoria requerida, siempre y cuando ésta se haya definido por un conjunto de puntos de precisión.
Los problemas de optimización generados se resuelven utilizando el algoritmo metaheurístico de Evolución Diferencial, en una versión modificada para manejar restricciones y variables mixtas. Los individuos en el algoritmo corresponden a los diferentes mecanismos siendo optimizados, formulados mediante la representación matricial propuesta; en ellos es necesario determinar el número de barras que tendrá el mecanismo y el tipo de juntas entre ellas, usando variables enteras, mientras que las dimensiones se representan por variables continuas.
El diseño en mecatrónica puede incluir tantos elementos como áreas conforman a dicha disciplina: mecánica, electrónica, computación, control, entre otras. En ese sentido, el método desarrollado en este trabajo realiza diseño concurrente, el cual a su vez involucra herramientas de inteligencia artificial, por lo que dicho método es de naturaleza mecatrónica.
ABSTRACT: The purpose of this research is the development of a methodology for the design of planar mechanisms for the tracking of predetermined trajectories, where both the selection of the type (topology) and the dimensional synthesis are handled simultaneously in a concurrent design scheme. A matrix representation is implemented from the graph theory, containing all the mechanism information that is necessary for its reproduction. This representation is a tool for the analysis and handling of mechanisms by means of optimization problems, that in this case correspond to the error minimization in the tracking of the prestablished trajectory. The proposed methodology generates both the mechanism type and its appropriate dimensions for tracking any required trajectory, if such trajectory has been previously defined by a set of precision points.
The optimization problems are solved by applying a metaheuristic algorithm, Differential Evolution, in a modified version to handle constraints and mixed variables. The individuals in the algorithm correspond to the different mechanisms being developed, formulated by the proposed matrix representation; for them, it is necessary to determine the number of bars in the mechanism, as well as the type of joints between them by using integer variables, while the dimensions are represented as continuous values.
Mechatronic design includes as many elements as areas conforming that discipline: mechanics, electronics, computing, control, among others. In this sense, the developed method carries out concurrent design that in turn involves artificial intelligence tools. For that reason, this method has a mechatronic nature. | |
