Análisis del desempeño de un control PID de orden fraccional en un robot móvil diferencial

Abstract

[EN] This work deals with the tracking trajectory problem for a differential-drive mobile robot taking into account a dynamic extension from the kinematic model and, controlling a front point located at a certain distance perpendicular to the mid-axis of the wheels. Two controls are proposed, a PID fractional order controller (PIδDµ) and a PD fractional order controller (PDµ), both based on the tracking errors. The proposed controllers are obtained by means of the input-output linearization technique. On the other hand, the controller fractional terms are based on the Caputo’s operator. Numerical simulations with different fractional orders are presented and compared with the integer order PID controller, showing the variations that occurred when changing only the controller order.

[ES] Este trabajo aborda el problema de seguimiento de trayectorias de un robot móvil tipo diferencial considerando una extensión dinámica del modelo cinemático y, controlando un punto frontal situado a una cierta distancia perpendicular al eje medio de las ruedas. Se proponen dos tipos de controladores, un controlador PID de orden fraccionario (PIdeltaDmu) y un controlador PD fraccionario (PDmu), ambos basados en errores de seguimiento. Los controladores propuestos se obtienen empleando la técnica de linealización entrada-salida. Por otra parte, los términos fraccionarios del controlador se basan en el operador de Caputo. Se presentan simulaciones numéricas con diferentes órdenes fraccionarios y se comparan con el controlador PID de orden entero, mostrando las variaciones ocurridas al cambiar únicamente el orden del controlador.