Controle adaptativo auto-ajustável para controle de trajetórias de um robô móvel com rodas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Lobo, Thiago Diniz
Orientador(a): Nogueira, Fabrício Gonzalez
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia elétrica
Robôs móveis
Sistemas de controle ajustável
Adaptive control
Wheeled mobile robots
Path tracking control
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/32511
Resumo: This work presents the implementation and experimental tests of an adaptive control strategy for tracking path of wheeled mobile robots (WMR) with differential drive and nonholonomic constraints. The proposed control system consists of two control loops cascaded, which the first is a PID controller responsible for the speed control of the drive wheels, and the second is a nonlinear controller which has the purpose of allowing the robot tracking a reference trajectory. To ensure the asymptotic convergence of the robot even when subject to uncertainty, it was proposed to apply a nonlinear adaptive controller with time varying parameters. This kind of controller allows the robot to adjust to different reference trajectories, and overcome problems related to disturbances and uncertainties in system parameters. In this work, the robot kinematic model was used to estimate the robot posture and to calculate the error between the real and the desired trajectory. Results of computational simulations and experimental tests carried out on a real mobile robot show advantages and disadvantages of the proposed adaptive controller.
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To ensure the asymptotic convergence of the robot even when subject to uncertainty, it was proposed to apply a nonlinear adaptive controller with time varying parameters. This kind of controller allows the robot to adjust to different reference trajectories, and overcome problems related to disturbances and uncertainties in system parameters. In this work, the robot kinematic model was used to estimate the robot posture and to calculate the error between the real and the desired trajectory. Results of computational simulations and experimental tests carried out on a real mobile robot show advantages and disadvantages of the proposed adaptive controller.Este trabalho apresenta a implementação e testes experimentais de uma estratégia de controle adaptativo para seguimento de trajetórias por robôs móveis com acionamento diferencial e restrições não-holonômicas. O sistema de controle proposto é composto por duas malhas de controle em cascata, na qual a primeira consiste em um controlador PID responsável pelo controle de velocidade das rodas de tração e a segunda é um controlador não linear que tem o objetivo de permitir ao robô o seguimento de uma trajetória de referência. Para garantir a convergência assintótica do robô mesmo quando sujeito a incertezas, foi proposta a aplicação de um controlador não linear adaptativo com parâmetros variantes no tempo. Esse tipo de controlador possibilita o robô de se ajustar a diferentes tipos de trajetórias de referência, além de contornar problemas relacionados com distúrbios e compensar incertezas dos parâmetros do sistema. O modelo cinemático do robô é utilizado para obter uma estimação da postura do robô, permitindo assim o cálculo do erro com relação à trajetória de referência. Resultados de simulações computacionais e testes experimentais em um robô móvel real mostram vantagens e desvantagens do controlador adaptativo proposto.Engenharia elétricaRobôs móveisSistemas de controle ajustávelAdaptive controlWheeled mobile robotsPath tracking controlControle adaptativo auto-ajustável para controle de trajetórias de um robô móvel com rodasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/32511/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2016_dis_tdlobo.pdf.pdf2016_dis_tdlobo.pdf.pdfapplication/pdf1348917http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/32511/3/2016_dis_tdlobo.pdf.pdfa1438d7c3bc66a568428a84fe27321b3MD53riufc/325112020-11-26 17:44:24.439oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2020-11-26T20:44:24Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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