Control Libre de Modelo de Robots Móviles No Holónomos Vía Campos de Velocidad

Resumen: El presente artı́culo muestra un diseño de control de robots móviles no holónomos para el seguimiento robusto de contornos espaciales. Primeramente, considerando el modelo cinemático del robot móvil, se diseña un campo de velocidad, de tal modo que, cuando el robot se alinea con el campo, converge exponencialmente al contorno deseado, recorriéndolo tangencialmente. Ası́, el campo de velocidad se define mediante la suma de dos componentes ortogonales, un campo tangente y un campo normal, entonces, cuando el robot está lejos del contorno, la componente normal lleva al robot hacia este, y una vez sobre el contorno, el campo tangente guía al robot a lo largo del mismo. Posteriormente, se propone un control dinámico que garantiza la inmersión del sistema en el campo de velocidad. Se presentan resultados numéricos basados en simulación para demostrar la validez del esquema propuesto.

¿Cómo citar?

Oscar Alejandro López Garcíıa, Jesus Gabriel Galván Hernández, Manuel Benjamín Ortiz Moctezuma, Fernando Martínez Reyes† & Aldo Jonathan Munoz Vázquez†. Control Libre de Modelo de Robots Móviles No Holónomos Vía Campos de Velocidad. Memorias del Congreso Nacional de Control Automático, pp. 412-417, 2018.

Palabras clave

Robots móviles, Robots no holónomos, Control libre de modelo, Seguimiento de contornos, Campos de velocidad, Control robusto, Control de sistemas no lineales

• Becerra, H.M., Colunga, J.A. and Romero, J.G. Simultaneous convergence of position and orientation of wheeled mobile robots using trajectory planning and robust controllers. Int. J. of Adv. Robot. Syst., vol. 15, no. 1, 2018.
• Chwa, D. Sliding-mode tracking control of nonholonomic wheeled mobile robots in polar coordinates. IEEE Trans. on Contr. Syst. Tech., vol. 12, no. 4, pp. 637–644, 2004.
• Fierro, R., and Lewis, F.L. Control of a nonholomic mobile robot: Backstepping kinematics into dynamics. J. of Robot. Syst., vol. 14, no. 3, pp. 149–163, 1997.
• Gutman, S. Uncertain dynamical systems–A Lyapunov minmax approach. IEEE Trans. on Autom. Contr., vol. 24, no. 3, pp. 437–443, 1979.
• Kolmanovsky, I. and McClamroch, N.H. Developments in nonholonomic control problems. IEEE Contr. Syst., vol. 15, no. 6, pp. 20–36, 1995.
• Li, P.Y. and Horowitz, R. Passive velocity field control (PVFC). Part I. Geometry and robustness. IEEE Trans. on Autom. Contr., vol. 46, no. 9, pp. 1346–1359, 2001.
• Li, P.Y. and Horowitz, R. Passive velocity field control (PVFC). Part II. Geometry and robustness. IEEE Trans. on Autom. Contr., vol. 46, no. 9, pp. 1360–1371, 2001.
• Munoz-Vazquez, A.J., Parra-Vega, V., Sanchez, A., Garcia, O., Rosales, S. and Ruiz-Sanchez, F. Passive velocity field control for contour tracking of robots with model-free controller. IEEE Int. Conf. on Robot. and Autom., pp. 1934–1940, 2013.
• Munoz-Vazquez, A.J., Parra-Vega, V., Sanchez, A., Rosales, S., Garcia, O. and Ruiz-Sanchez, F. Passive force/velocity field control for contour tracking of constrained robots. IEEE American Contr. Conf., pp. 5728–5734, 2013.
• Munoz-Vazquez, A.J., Parra-Vega, V. and Sanchez, A. A passive velocity field control for navigation of quadrotors with model-free integral sliding modes. J. of Intell. Robot. Syst., vol. 73, no. 1-4, pp. 373–385, 2014.
• Munoz-Vazquez, A.J., Parra-Vega, V., Sanchez, A. and Ruiz-Sanchez, F.J., A novel force-velocity field for object mani- ´ pulation with a model-free cooperative controller. Trans. of the Inst. of Meas. and Contr., 2018.
• Sira-Ramírez, H. and Castro-Linares, R. Trajectory tracking for non-holonomic cars: A linear approach to controlled leaderfollower formation. IEEE Conf. on Decision and Contr., pp. 546–551, 2010.
• Utkin, V., Guldner, J. and Shi, J. Sliding Mode Control in Electro-mechanical Systems. CRC press, 2009.
• Yamakita, M., Yazawa, T., Zheng, X. Z. and Ito, K. An application of passive velocity field control to cooperative multiple 3-wheeled mobile robots. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Syst., pp. 368-373, 1998.
• Yang, J.M. and Kim, J.H. Sliding mode control for trajectory tracking of nonholonomic wheeled mobile robots. IEEE Trans. on Robotics and Autom., vol. 15, no. 3, pp. 578–587, 1999.
• Yang, J.M. and Kim, J.H. Sliding mode motion control of nonholonomic mobile robots. IEEE Contr. Syst., vol. 19, no. 2, pp. 15–23, 1999.