Comparative study applied to planning and controlling of mobile robots trajectories

The present work proposes a comparative study of two control techniques applied for mobile robots trajectories: GPC (Generalized Predictive Control) and PID (Proportional – Integral ‐ Derivative). The control system uses a cascade configuration composed by an internal loop for controlling the speed of motors, and an external loop for position and orientation control, being used to get the reference speed motors. This cascade control system can run a monovariable cinematic controller. It was used a multi‐variable predictive controller to compare the behavior with the single‐variable controllers. It was developed simulators for mobile robot using GPC and PID controllers. The theory was applied to a little differential mobile robot, designed to this proposes. It was used as actuators DC motors, and speed e positional sensors, encoders and sonar, respectively. Once the controllers adjust are referenced by model, was used two identification methods: Recursive Minimum Square and Neural Networks. The control methods employed had permitted the trajectories following by the mobile robot.O presente trabalho propõe o estudo comparativo de duas técnicas de controle aplicadas às trajetórias de um robô móvel: GPC (Generalized Predictive Control) e PID (Proporcional – Integral ‐ Derivativo). O sistema de controle do robô utiliza a configuração em cascata, sendo constituído de uma malha interna para o controle de velocidade dos motores e uma malha externa para o controle de posição e orientação do robô que fornecerá a referência de velocidade dos motores. O sistema de controle em cascata permite utilizar‐se de controladores cinemáticos mono‐variável. Foi utilizado ainda um controlador dinâmico preditivo multivariável a fim de se comparar o desempenho com os outros controladores mono‐variável. Foram desenvolvidos simuladores para o robô móvel através de uso dos controladores GPC e PID. A teoria foi implementada em um pequeno robô móvel com tração diferencial construído para este propósito. Foram utilizados como atuadores motores CC e como sensores de velocidade e posição, foram utilizados encoders e sonares, respectivamente. Uma vez que o ajuste dos controladores usados é baseado em modelo, foram utilizados dois métodos de identificação de parâmetros: o Método dos Mínimos Quadrados Recursivos (MQR) e por Redes Neurais. Os métodos de controle empregados permitiram o seguimento de trajetórias pelo robô móvel