Estrategia de rechazo activo de perturbaciones para el control descentralizado de distancia y ángulo de formación en robots móviles de tracción diferencial
Autores: Ramírez-Neria, Mario; González-Sierra, Jaime; Luviano-Juárez, Alberto; Lozada-Castillo, Norma; Madonski, Rafal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema práctico
Sincronización robusta
Robots móviles de tracción diferencial
Control de rechazo activo de perturbaciones
Modelo cinemático
Observador de estado extendido
Licencia
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Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El importante problema práctico de la sincronización robusta en distancia y orientación para una clase de robots móviles de tracción diferencial se aborda en este trabajo como un problema de control de rechazo activo de perturbaciones (ADRC). Para resolverlo, se desarrolla primero un modelo cinemático del sistema gobernado basado en la distancia y el ángulo de formación entre los agentes. Luego, se diseña un observador de estado extendido de orden superior especial para estimar colectivamente las perturbaciones (formadas por parámetros de deslizamiento longitudinal y lateral) que afectan al modelo cinemático. Finalmente, se diseña y aplica un enfoque ADRC personalizado basado en errores asumiendo que la distancia y la orientación entre los agentes son las únicas mediciones disponibles. La estrategia de control propuesta no necesita derivadas temporales de la trayectoria de referencia, lo que aumenta el atractivo práctico de la solución propuesta. Los resultados experimentales, obtenidos en condiciones de laboratorio con un conjunto de robots móviles de tracción diferencial operando en una configuración de líder-seguidor, muestran la efectividad del esquema de gobierno propuesto en términos de seguimiento de trayectoria y rechazo de perturbaciones.
Descripción
El importante problema práctico de la sincronización robusta en distancia y orientación para una clase de robots móviles de tracción diferencial se aborda en este trabajo como un problema de control de rechazo activo de perturbaciones (ADRC). Para resolverlo, se desarrolla primero un modelo cinemático del sistema gobernado basado en la distancia y el ángulo de formación entre los agentes. Luego, se diseña un observador de estado extendido de orden superior especial para estimar colectivamente las perturbaciones (formadas por parámetros de deslizamiento longitudinal y lateral) que afectan al modelo cinemático. Finalmente, se diseña y aplica un enfoque ADRC personalizado basado en errores asumiendo que la distancia y la orientación entre los agentes son las únicas mediciones disponibles. La estrategia de control propuesta no necesita derivadas temporales de la trayectoria de referencia, lo que aumenta el atractivo práctico de la solución propuesta. Los resultados experimentales, obtenidos en condiciones de laboratorio con un conjunto de robots móviles de tracción diferencial operando en una configuración de líder-seguidor, muestran la efectividad del esquema de gobierno propuesto en términos de seguimiento de trayectoria y rechazo de perturbaciones.