Control de Robot

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

DISCRETIZACIÓN EXACTA DE UN ROBOT MÓVIL CON
RETARDO DE TRANSPORTE
EXACT DISCRETIZACIÓN OF A MOVABLE ROBOT WITH
TRANSPORT RETARDATION
Paola Niño-Suárez 1
M. Velasco Villa 2
E. Aranda Bricaire 2

Fecha de Recepción: 7 de julio de 2006
Fecha de Aprobación: 2 de agosto de 2006

RESUMEN
En este trabajo se presenta la obtención del modelo exacto entiempo discreto de un robot móvil tipo (2,0), bajo la consideración de la existencia de retardos de transporte en la señal de control, producidos por la propagación de las señales entre
los sensores y actuadores del robot y el control remoto. El modelo obtenido es evaluado mediante simulación, comparando
su desempeño con un modelo discreto aproximado que incluye también retardos de transporte y conel modelo en tiempo
continuo del mismo sistema.

ABSTRACT
An exact discrete time model of a mobile robot of the type (2,0) that includes the time-delay induced by a communication
network between the sensors and actuators on the mobile robot and the remote control system is presented. Simulations
results are provided to show the performance of the proposed exact discrete time model. Theperformance of obtained model
is better compared to the approximate model because it does not need a sampling period sufficiently small.

1
2

P. A. Niño-Suárez, Docente del programa de Ingeniería Mecatrónica de la U.M.N.G. y estudiante de Doctorado de la Sección de Mecatrónica del Departamento de Ingeniería
Eléctrica del CINVESTAVIPN. asuarez@umng.edu.co
M. Velasco-Villa y E. Aranda-Bricaire,Investigadores Titulares de la Sección de Mecatrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y Estudios
Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, CINVESTAV-IPN. C.P. 07300 México, D.F., México. velasco@cinvestav.mx,earanda@cinvestav.mx

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CIENCIA E INGENIERÍA NEOGRANADINA

I. INTRODUCCIÓN
Los robots móviles sondispositivos electromecánicos capaces de desplazarse en un espacio
de trabajo con cierto grado de autonomía. De
acuerdo a su forma de locomoción se clasifican
en: robots móviles de locomoción mediante orugas, mediante patas y mediante ruedas. Los robots móviles propulsados por ruedas a su vez,
se clasifican de acuerdo al número y al tipo de
grados de libertad. En los robots móviles se presentan dos tiposde grados de libertad, el grado
de movilidad y el grado de direcccionabilidad.
El grado de movilidad es un grado de libertad
asociado a una variable de velocidad del robot
y el grado de direccionabilidad es un grado de
libertad asociado a una variable de dirección del
robot, [ 1].
En este trabajo se considera un robot móvil propulsado por ruedas, que posee dos grados de
movilidad y cerogrados de direccionabilidad, de
ahí su denominación de robot móvil tipo (2,0).
Es amplio el número de investigaciones que se
han desarrollado, tomando como objeto de estudio los robots de locomoción mediante ruedas, motivadas en parte, por la simplicidad de su
estructura. Son sistemas cuyos modelos matemáticos se clasifican como sistemas no lineales
presentando restricciones no holónomas. Unarestricción no holónoma es una restricción no
integrable en términos de las velocidades del robot.
Actualmente, los esquemas de control desarrollados para robots móviles, en su mayoría se obtienen a partir de los modelos en tiempo continuo, pero su implementación en tiempo real se
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realiza en sistemas de procesamiento digital de
datos. Esto no es uninconveniente siempre que
el sistema de computo posea una alta velocidad
de operación. En el caso contrario, cuando no se
logra reducir el periodo de muestreo a un valor
suficientemente pequeño, los esquemas de control implementados de esta forma presentan un
deterioro apreciable en el desempeño general del
sistema.
La principal ventaja de utilizar un controlador
discreto y un modelo discreto...