Estudio segway

1. INTRODUCCIÓN.

Se cursó el tercer semestre de la Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica, en el cual se empezó con el estudio del tema de tesis; para esto fueron de mucha utilidad las materias cursadas en semestres anteriores, ya que sirvieron como base llevar a cabo el estudio de nuevos temas más especializados que se requieren para el desarrollo de la tesis.

II. DISCIPLINAS CURSADAS.

En este semestre únicamente se tomó el curo de Seminario de Investigación III, que imparte mi director de tesis.

Seminario de investigación III

En tal seminario se empezó por estudiar el estado del arte del tema de tesis a desarrollar durante la maestría y se estuvo revisando el avance obtenido en cada una de las actividades planteadas en el cronograma de la tesis.

III. ACTIVIDADES REALIZADAS COMO PARTE DE LA TESIS

Estudio de métodos para modelado de robots móviles con ruedas (RMRs).

Se realizó el estudio de métodos para la obtención del modelo cinemático y dinámico de robots móviles con ruedas, este tipo de robots se encuentra bajo restricciones debido a las ruedas, las cuales tienen restringido el espacio de velocidad. Este tipo de restricciones en la velocidad son conocidas como restricciones no-holonomicas y hacen del modelado de RMRs una tarea más interesante. Existen diversos métodos para obtener el modelo cinemático de RMRs pero durante este semestre se estudiaron dos métodos propuestos en la literatura, donde uno de ellos emplea los parámetros Sheth-Uicker. Para la obtención del modelo dinámico se estudió el uso de las ecuaciones de Euler-Lagrange, el cual después se restringe utilizando un método de proyección y además se estudió el método de Kane para sistemas no-holonomicos.

Estudio de algoritmos de planificación y control para RMRs.

Las restricciones con las que cuenta un RMRs del tipo diferencial (tal como la plataforma con la que se está trabajando) lo hacen que sea más fácil diseñar un controlador de seguimiento que un control de regulación, esto debido a que este tipo de sistemas no cumplen con el Teorema de Brockett, por lo cual el equilibrio no es estabilizable por una ley de control de realimentación continua que dependa únicamente de los estados. Por lo que la practica más común es aplicar un algoritmo de planificación y después diseñar controladores de seguimiento. La tarea de planificación se refiere a diseñar un algoritmo que determine los movimientos que se tienen que realizar para mover un sistema de un lado a otro.

La tarea de diseñar un control de regulación para RMRs tipo diferencial es más compleja; para lidiar con los inconvenientes de control se han diseñado controladores de realimentación continua variables en el tiempo y controladores discontinuos, en los cuales ya es posible estabilizar el equilibrio del sistema.

La plataforma RMP-100 es un sistema del tipo “péndulo invertido con ruedas (PIR)” los cuales son sistemas subactuados en los cuales se busca estabilizar la posición del péndulo usando las entradas de control de las ruedas. Debido a esto se tuvieron que estudiar también controladores de balanceo lineales como el control PD, el control LQR y el control “backstepping”. Además se estudiaron controladores no lineales, como controladores de linealizacion por realimentación y controladores por modos deslizantes, etc. Y debido a la alta dependencia del modelo de este tipo de RMRs también se estudió sobre controladores adaptables, los cuales utilizan algún mecanismo de adaptación en línea para cancelar las dinámicas no modeladas.

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