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Título: Desenvolvimento de um robô móvel não-holonômico com controlador não-linear para seguimento de trajetórias
Autor(es): Sousa, Rigoberto Luis Silva
Orientador(es): Nogueira, Fabrício Gonzalez
Coorientador(es): Torrico, Bismark Claure
Palavras-chave: Engenharia elétrica
Robôs móveis
Data do documento: 12-Set-2016
Citação: SOUSA, R. L. S. (2016)
Resumo: Este trabalho apresenta os aspectos construtivos, a modelagem e o controle do rastreamento de trajetória de um robô móvel não-holonômico com tração diferencial. O sistema de controle utilizado é composto por duas malhas em cascata: uma malha de controle interno para a velocidade das duas rodas e uma malha externa para controlar a trajetória do robô. A primeira malha é composta por dois controladores com ação PID (proporcional integral e derivativo) sendo realimentados com sinais recebidos de encoders. A segunda malha consiste em um controlador não-linear cinemático responsável por realizar o controle de seguimento de uma trajetória de referência. O sinal de saída deste controlador é a soma de uma ação feedforward e uma ação de feedback, nas quais os ganhos da ação de realimentação são ajustados por uma estratégia de alocação de polos baseada em um modelo linearizado da amostra do erro de rastreamento. A implementação dos sistemas de controle foi realizada em um sistema embarcado ARM Cortex-M4 de 32 bits. Foi avaliado o comportamento do sistema para diferentes trajetórias, com o robô sempre iniciando em ponto diferente da trajetória de referência, em algumas trajetórias foi aplicado um distúrbio ao robô. Além disso, resultados de simulação e experimentais no robô real são apresentados.
Abstract: This work presents the development and trajectory tracking control of a nonholonomic mobile robot with differential traction. The used control system is composed of two loops cascaded, with an internal control for the speed of the two wheels and an external loop controlling the robot’s posture. The first is composed of two PID controllers with feedback signals from encoders and the second one is a feedfoward kinematics controller. The controller tuning procedure is based on desired closed-loop characteristics specified by the user. The control strategies were embedded in a digital module based in a 32-bit ARM microcontroller. In order to evaluate the performance of the developed robot, trajectory tracking tests were carried out for different trajectories and initial conditions. Experimental results are presented for reference trajectories without obstacles.
Descrição: SOUSA, R. L. S. Desenvolvimento de um robô móvel não-holonômico com controlador não-linear para seguimento de trajetórias. 2016. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21584
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