Controle dinâmico de robôs móveis com acionamento diferencial

This work addresses the dynamic control problem of two-wheeled differentially driven non-holonomic mobile robot. Strategies for robot positioning control and robot orientating control are presented. Such strategies just require information about the robot con¯guration (x, y and teta), which can be collected by an absolute positioning system. The strategies development is related to a change on the controlled variables for such systems, from x, y and teta to s (denoting the robot linear displacement) and teta, and makes use of the polar coordinates representation for the robot kinematic model. Thus, it is possible to obtain a linear representation for the mobile robot dynamic model and to develop such strategies. It is also presented that such strategies allow the use of linear controllers to solve the control problem. It is shown that there is flexibility to choice the linear controller (P, PI, PID, Model Matching techniques, others) to be implemented. This work presents an introduction to mobile robotics and their characteristics followed by the control strategies development and controllers design. Finally, simulated and experimental results are presented and commented

Esta dissertação trata do problema de controle dinâmico de robôs móveis não-holonômicos com duas rodas e acionamento diferencial. São apresentadas estratégias para controle de posição e de orientação de robôs com as características citadas, baseadas apenas em informações de configuração do robô (posição e orientação no espaço cartesiano x, y e teta), coletadas a partir de um sistema de posicionamento absoluto. O desenvolvimento da estratégia está associado a uma mudança nas variáveis controladas do robô, de x, y e teta para s (representando o deslocamento linear do robô) e teta, e na representação em coordenadas polares do modelo cinemático do robô. Desta forma, consegue-se uma representação linear para o modelo dinâmico do robô, a partir da qual são propostas as estratégias de controle. Com as estratégias definidas, mostra-se que é possével implementar controladores dinâmicos lineares para permitir a estabilização do sistema robótico. As estratégias apresentadas também fornecem flexibilidade com relação à escolha do tipo de controlador dinâmico (P, PI, PID, técnica Model Matching, entre outros) a ser utilizado. Esta dissertação apresenta uma introdução à robótica móvel e às características do tipo de sistema abordado, seguindo para uma revisão bibliográfica, desenvolvimento das estratégias de controle e projeto dos controladores. Finalmente, são apresentados e discutidos resultados obtidos através de simulações e resultados experimentais