Técnicas de controle de robôs móveis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.Este trabalho tem como objetivo projetar leis de controle de robôs móveis não-holonômicos com acionamento diferencial. Descreve-se aqui as propriedades estruturais dos robôs móveis, bem como a descrição dos tipos de rodas, as restrições de movimento associadas a cada uma delas e a caracterização de robôs móveis em cinco classes distintas. O controle de robôs móveis com acionamento diferencial pode ser dividido em controle da cinemática seguido pelo controle da parte dinâmica do sistema Por isso são apresentados, neste trabalho, quatro diferentes malhas de controle para a cinemática e uma única malha de controle para a dinâmica, baseada em redes neurais artificiais. Serão apresentadas, durante este trabalho, duas classes de tarefas para robôs móveis, a saber: rastreamento de trajetória de referência e convergência a um ponto. Para a primeira categoria foram utilizados dois controladores para a cinemática do sistema, sendo um descrito em coordenadas cartesianas e o outro descrito por meio de coordenadas polares. Para a tarefa de convergência a um ponto escolheu-se um controlador com realimentação suave invariante no tempo e outro com lei de controle descontínua, baseado na técnica de modos deslizantes. Uma vez que os parâmetros do modelo dinâmico do robô podem variar com o tempo e que são de difícil medição, desenvolveu-se uma estratégia de controle baseada em redes neurais artificiais. Neste trabalho utilizou-se um algoritmo de ajuste online dos pesos da rede neural e apresentou-se, também, a prova de estabilidade deste controlador tendo por base a teoria de Lyapunov. Resultados provenientes de simulação e de experimentos práticos foram apresentados com o intuito de validar os esquemas de controle propostos