Seguimiento de trayectorias de un robot móvil (3,0) mediante control acotado

Abstract

[EN] The present work deals with the tracking problem of a mobile robot (3,0) based on the kinematic model and proposes a control strategy that takes into account a priori input signals bounds i.e. the linear and angular velocity of the robot. The objective of this control approach is to maximize the effectiveness of the actuators without taking a risk in the system stability. The resulting nonlinear control is composed of a nonlinear compensator based on the kinematic model and nested saturation approach. The control law can be tuned to force the error dynamics trajectories to enter in a neighborhood of the origin in a finite time and remain thereafter. Experimental results show the performance of the closed loop system. Furthermore, owing to simplicity, the proposed control law is suitable for application where on-board computational resources are limited.

[ES] El presente trabajo aborda el problema de seguimiento de trayectoria para el robot (3, 0) basado en su modelo cinemático y propone una solución mediante el diseño de una estrategia de control que a priori toma en cuenta las cotas máximas permitidas de la señal de control i.e. la velocidad lineal y angular máximas que puede alcanzar el robot móvil. El objetivo es maximizar el uso de los actuadores sin poner en riesgo la estabilidad del sistema. La ley de control no lineal resultante se compone de un compensador no lineal basado en el modelo cinemático y de funciones de saturación anidadas. Esta ley de control contiene parámetros de sintonización que permiten que las trayectorias de la dinámica del error ingresen a una vecindad del origen, en un tiempo finito y se mantengan de ah́ı en adelante. Resultados experimentales sustentan los resultados teóricos, muestran el desempeño del sistema de control en lazo cerrado y lo comparan con una estrategia que no toma en cuenta los ĺımites de la señal de control. Debido a su simplicidad, la estrategia de control propuesta permite ser implementada en sistemas embebidos con bajo coste computacional.