Diseño y simulación de esquemas de control tipo PID y espacio nulo para seguimiento de trayectoria y evasión de obstáculos aplicados a una formación heterogénea de dos robots móviles y un robot cuadricóptero

Poveda Solano, Fabián Alejandro
Sagnay Pilamunga, Bryan Daniel

2020-02-05

Poveda Solano, F. A. & Sagnay Pilamunga, B. D. (2020). Diseño y simulación de esquemas de control tipo PID y espacio nulo para seguimiento de trayectoria y evasión de obstáculos aplicados a una formación heterogénea de dos robots móviles y un robot cuadricóptero. 116 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5009/CD 10240

Descargar documento

El presente trabajo se orienta en el estudio y desarrollo de esquemas de control aplicados a una formación heterogénea conformada por dos robots móviles y un cuadricóptero para seguimiento de trayectoria y evasión de obstáculos. Los controladores desarrollados son control tipo PID y control basado en espacio nulo formado por tres tareas: tarea de forma, tarea de postura y tarea de evasión mediante campos potenciales; dichas tareas se colocan de manera jerárquica para que no exista conflicto en ellas. Adicional, se consideran los modelos dinámicos de cada uno de los robots, por lo que en el esquema de control se agrega un lazo interno que permite el control de los modelos dinámicos de los robots para seguimiento de velocidad. Los controladores dinámicos diseñados son: control tipo PID y control por modos deslizantes (SMC). Los controladores desarrollados y aplicados a la formación heterogénea son probados mediante simulaciones en el software Matlab-Simulink y se realiza el análisis de su rendimiento mediante el índice de desempeño ISE, el cual nos permite comparar y conocer el mejor controlador para cada prueba realizada.

The present work is oriented in the study and development of control schemes applied to a heterogeneous formation formed by two mobile robots and a quadcopter for trajectory tracking and obstacle avoidance. The controllers developed are PID type control and null-space-based control consisting of three tasks: form task, posture task and evasion task through potential fields; These tasks are placed hierarchically so that there is no conflict in them. Additionally, the dynamic models of each of the robots are considered, so in the control scheme an internal loop is added that allows the control of the dynamic models of the robots for speed tracking. The dynamic controllers designed are: PID control and sliding mode control (SMC). The controllers developed and applied to heterogeneous formation are tested through simulations in Matlab-Simulink software and the performance analysis is performed using the ISE performance index, which allows us to compare and know the best controller for each test performed.

Leica Arteaga, Paulo César, director

ROBÓTICA; OBSTÁCULOS; FORMACIÓN HETEROGÉNEA;