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IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA MÓVIL DIFERENCIAL PARA SEGUIMIENTO DE TRAYECTORIA, MEDIANTE UN ALGORITMO DE CONTROL NO LINEAL.
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IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA MÓVIL DIFERENCIAL PARA SEGUIMIENTO DE TRAYECTORIA, MEDIANTE UN ALGORITMO DE CONTROL NO LINEAL.
LARCO CHIRIBOGA, MARTÍN DAVID
Fecha:
2019
Resumen:
RESUMEN
El presente proyecto de titulación se enfoca en la investigación y desarrollo de un
algoritmo de seguimiento de trayectoria para el posicionamiento de un robot móvil de un
punto X
(0)
Y
(0)
a una posición X
(d)
Y
(d)
respecto al sistema de referencia tierra, el problema
planteado es de control no lineal con restricciones no integrables el cual se reduce de las
ecuaciones de Euler-Lagrange a un sistema de control dinámico de posición angular de los
motores y un sistema de control cinemático, cuyo algoritmo de control será aplicado a una
plataforma robótica móvil de tracción diferencial basada en el microcontrolador
STM32F407 de 32 bits, el cual será programado mediante el software Matlab.
La realimentación de estados se basa en las ecuaciones de odometría conjuntas de los
encoders y el sensor giroscópico acopladas mediante la ecuación cinemática del móvil, que
permite obtener la posición y el desplazamiento angular del robot.
El diseño del hardware de la plataforma móvil se basa en la integración del
microcontrolador STM32F407 el cual será programado mediante USB a través del
microcontrolador STM32F103 por medio del software ST-Link, el cual es una ventana del
software Matlab gracias a las librerías Waijung, el microcontrolador STM32F407 permite
controlar los drivers de los motores, así como el sistema de comunicación serial USART
(Trasmisor – receptor asíncrono universal) que transmite los datos al módulo Bluetooth
integrado, la comunicación I2C (Circuito Inter-Integrado) que permite recolectar los datos
del sensor inercial, los encoders acoplados a los motores, y todos los elementos pasivos que
se requieren para el buen funcionamiento del hardware, también se desarrolló y se modeló
en 3D la carcasa del móvil, así como la implementación de la PCB (Placa de Circuito
Impreso) donde se montarán los elementos DIP y SMD (Montaje superficial).
Palabras claves: Robot móvil, seguimiento de trayectoria, control no lineal, librerías
waijung
Descripción:
The present project of titulación focuses in the investigation and development of a
algorithm of pursuit of trajectory for the positioning of a mobile robot of a point X (0) And
(0) to a position X (d) And (d) respect to the ground reference system, the proposed problem
is a non-linear control with non-integrable constraints which is reduced from the EulerLagrange
equations
to
a
system
of
dynamic
control
of
the
angular
position
of
the
motors
and
a
kinematic control system, whose algorithm control will be applied to a mobile robotic
platform of differential traction based on the 32-bit STM32F407 microcontroller, which will
be programmed by the Matlab software.
The feedback of states is based on the combined odometry equations of the encoders
and the gyro sensor coupled by the kinematic equation of the mobile, which allows to obtain
the position and angular displacement of the robot.
The hardware design of the mobile platform is based on the integration of the
STM32F407 microcontroller which will be programmed via USB through the STM32F103
microcontroller through the ST-Link software, which is a Matlab software window thanks
to the Waijung libraries, the STM32F407 microcontroller allows to control the drivers of the
motors, as well as the serial communication system USART (Transmitter - universal
asynchronous receiver) that transmits the data to the integrated Bluetooth module, the I2C
communication (Inter-Integrated Circuit) that allows to collect the sensor data Inertial, the
encoders coupled to the motors, and all the passive elements that are required for the proper
functioning of the hardware, the housing of the mobile was also developed and modeled in
3D, as well as the implementation of the PCB (Printed Circuit Board) where the DIP and
SMD elements will be mounted (Surface mounting).
Keywords: Mobile robot, trajectory tracking, non-linear control, waijung libraries
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