Robots Moviles
Páginas: 14 (3365 palabras)
Publicado: 8 de marzo de 2013
Congreso Anual 2010 de la Asociación de México de Control Automático. Puerto Vallarta, Jalisco, México.
Control de Sincronización de un Robot Móvil Diferencial
César Obed Cortés Aviles, América Morales Díaz, Alejandro Rodríguez Angeles*
CINVESTAV del I.P.N unidad Saltillo, Grupo de Robótica y Manufactura Avanzada Carr. Saltillo-Monterrey Km. 13.5 en Ramos Arizpe Coah. C.P 5900 * Departamentode ingeniería electrica CINVESTAV del I.P.N oca182@gmail.com Tel.: +52 844 4 38 9600 ext. 9659
Resumen— En este artículo se propone un control de sincronización para un robot móvil diferencial. El objetivo del control de sincronización es controlar la posición de cada rueda de acuerdo a la trayectoria deseada del robot móvil diferencial. De esta manera se garantiza que el robot móvil siga latrayectoria deseada con la orientación apropiada. El controlador se basa en retroalimentación de posición y velocidad angular de las ruedas con una superficie deslizante con acción integral en el error de sincronización, el controlador solamente requiere la medición de la posición angular de las ruedas.
El esquema de sincronización da la maniobrabilidad y la destreza que no pueden ser alcanzadospor un único sistema. En la práctica, hay dos esquemas básicos de sincronización, esquema de coordinación y esquemas de cooperación (Rodríguez-Angeles, 2002). El problema de control en los robots móviles diferenciales es que estos sistemas poseen tres grados de libertad de movimiento [x(t); y(t); θ(t)], por lo que son sistemas subactuados y que presentan deriva, por lo tanto, el sistema no puedeser estabilizado vía diferenciable o estado continuo de retroalimentación (Nijmeijer y Rodríguez-Angeles, 2006). El control de sincronización puede ser aplicado para resolver el problema de seguimiento de trayectorias de estos sistemas, al considerar que el ángulo de inicio es afectado por la diferencia del error entre las coordenadas de las dos ruedas motrices, regulando de manera síncrona lascoordenadas de las ruedas e incluyendo la restricción no-holonóma. El controlador propuesto se basa en una combinación de retroalimentacion de la posición y velocidad angular de las ruedas motrices con un modo deslizante de segundo orden, a pesar de que existan errores en el modelo se garantiza que los errores de seguimiento y de sincronización convergen a cero asintoticamente. Este artículo estáorganizado de la siguiente forma, en la sección 2 se introduce el modelo cinemático del robot móvil diferencial y la dinámica de este. La sección 3 presenta la construcción del control de sincronización, en la sección 4 se presentan los resultados del sistema vía simulaciones, por último en la sección 5 se presentan algunas conclusiones y las perspectivas de trabajo a futuro. II. M ODELO DEL ROBOTMÓVIL DIFERENCIAL
I.
I NTRODUCCIÓN
La robótica móvil resulta ser un tema de mucho campo de investigación. Los robots móviles son una parte importante cercana en la creación de un sistema con autonomía, capaz de procesar la información de su entorno y establecer un comportamiento similar al del ser humano y tiene una gran variedad de aplicaciones como: exploración planetaria, misiones debúsqueda, inspección y vigilancia, rescate de persona, limpieza de desechos peligrosos, asistencia médica, ocio y entretenimiento, investigación, agricultura, entre otras. Se puede definir a un robot móvil como un sistema electromecánico capaz de desplazarse de un punto a otro en un determinado espacio de trabajo. Los robots móviles son sistemas muy versatiles y que pueden ejecutar una tarea con grandestreza (Sun, Dong y Tso, 2002). Cuando existen multiples robots estos pueden trabajar de forma sincrona. La sincronización puede ser definida como la mutua conformidad de procesos o sistemas con respecto al tiempo. La conformidad puede ser caracterizada por la aparición de ciertas relaciones de funcionales de los procesos (Rodríguez-Angeles, 2002). Desde el punto de vista de control, la...
Control de Sincronización de un Robot Móvil Diferencial
César Obed Cortés Aviles, América Morales Díaz, Alejandro Rodríguez Angeles*
CINVESTAV del I.P.N unidad Saltillo, Grupo de Robótica y Manufactura Avanzada Carr. Saltillo-Monterrey Km. 13.5 en Ramos Arizpe Coah. C.P 5900 * Departamentode ingeniería electrica CINVESTAV del I.P.N oca182@gmail.com Tel.: +52 844 4 38 9600 ext. 9659
Resumen— En este artículo se propone un control de sincronización para un robot móvil diferencial. El objetivo del control de sincronización es controlar la posición de cada rueda de acuerdo a la trayectoria deseada del robot móvil diferencial. De esta manera se garantiza que el robot móvil siga latrayectoria deseada con la orientación apropiada. El controlador se basa en retroalimentación de posición y velocidad angular de las ruedas con una superficie deslizante con acción integral en el error de sincronización, el controlador solamente requiere la medición de la posición angular de las ruedas.
El esquema de sincronización da la maniobrabilidad y la destreza que no pueden ser alcanzadospor un único sistema. En la práctica, hay dos esquemas básicos de sincronización, esquema de coordinación y esquemas de cooperación (Rodríguez-Angeles, 2002). El problema de control en los robots móviles diferenciales es que estos sistemas poseen tres grados de libertad de movimiento [x(t); y(t); θ(t)], por lo que son sistemas subactuados y que presentan deriva, por lo tanto, el sistema no puedeser estabilizado vía diferenciable o estado continuo de retroalimentación (Nijmeijer y Rodríguez-Angeles, 2006). El control de sincronización puede ser aplicado para resolver el problema de seguimiento de trayectorias de estos sistemas, al considerar que el ángulo de inicio es afectado por la diferencia del error entre las coordenadas de las dos ruedas motrices, regulando de manera síncrona lascoordenadas de las ruedas e incluyendo la restricción no-holonóma. El controlador propuesto se basa en una combinación de retroalimentacion de la posición y velocidad angular de las ruedas motrices con un modo deslizante de segundo orden, a pesar de que existan errores en el modelo se garantiza que los errores de seguimiento y de sincronización convergen a cero asintoticamente. Este artículo estáorganizado de la siguiente forma, en la sección 2 se introduce el modelo cinemático del robot móvil diferencial y la dinámica de este. La sección 3 presenta la construcción del control de sincronización, en la sección 4 se presentan los resultados del sistema vía simulaciones, por último en la sección 5 se presentan algunas conclusiones y las perspectivas de trabajo a futuro. II. M ODELO DEL ROBOTMÓVIL DIFERENCIAL
I.
I NTRODUCCIÓN
La robótica móvil resulta ser un tema de mucho campo de investigación. Los robots móviles son una parte importante cercana en la creación de un sistema con autonomía, capaz de procesar la información de su entorno y establecer un comportamiento similar al del ser humano y tiene una gran variedad de aplicaciones como: exploración planetaria, misiones debúsqueda, inspección y vigilancia, rescate de persona, limpieza de desechos peligrosos, asistencia médica, ocio y entretenimiento, investigación, agricultura, entre otras. Se puede definir a un robot móvil como un sistema electromecánico capaz de desplazarse de un punto a otro en un determinado espacio de trabajo. Los robots móviles son sistemas muy versatiles y que pueden ejecutar una tarea con grandestreza (Sun, Dong y Tso, 2002). Cuando existen multiples robots estos pueden trabajar de forma sincrona. La sincronización puede ser definida como la mutua conformidad de procesos o sistemas con respecto al tiempo. La conformidad puede ser caracterizada por la aparición de ciertas relaciones de funcionales de los procesos (Rodríguez-Angeles, 2002). Desde el punto de vista de control, la...
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