Control de una silla de ruedas a través de señales cerebrales.

Este trabajo tuvo como propósito el Control de una Silla de Ruedas a través de Señales Cerebrales, permitiendo que personas con discapacidad motora puedan mover una silla robótica por medio del casco comercial EMOTIV EPOC que recepta señales Electroencefalograma (EEG), para lo cual fue necesario que las habilidades cognitivas del usuario se encuentren intactas. Las señales enviadas fueron procesadas por los controladores cinemáticos y dinámicos propuestos, los cuales envían comandos de posición y velocidad de movimiento al robot silla de ruedas. Los resultados obtenidos de los experimentos y simulaciones muestran que el movimiento del robot silla de ruedas converge a la trayectoria deseada según los algoritmos propuestos. Los controladores cinemático y dinámico, para el sistema silla-usuario cumplen el objetivo de buscar el mejor camino a seguir por el robot silla de ruedas, además brinda al robot la capacidad de posicionarse en un punto deseado; lo cual es realizado mediante la disminución de errores que puedan llegar a presentarse durante el tiempo de trabajo del robot silla de ruedas. Se recomienda implementar un algoritmo de controlador adaptable para los parámetros dinámicos del sistema silla-usuario a fin de que el modelo dinámico se adapte a diferentes contexturas del usuario, es decir peso, estatura entre otras características.This work was aimed at the control of a wheelchair using brain signals, allowing people with motor disabilities to move a robotic chair through the commercial center Emotiv EPOC that recept electroencephalogram signals (EEG) , for which it was necessary that user cognitive abilities are intact. The signals sent were processed by the proposed kinematic and dynamic controllers, which send commands position and movement speed wheel chair robot. The results of experiments and simulations show that the movement of robot chair wheels converges to the desired trajectory according to the proposed algorithms. The kinematic and dynamic system for the chair user controllers meet the goal of finding the best way forward for the chair wheeled robot, the robot also provides the ability to position at a desired point; which it is done by reducing errors that may reach occur during work time wheel chair robot. It is recommended to implement an adaptive controller algorithm for dynamic system parameters chair-user so that the dynamic model fits contextures different user, weight, height and other characteristics

Modelación y control predictivo de un robot móvil con centro de masa desplazado.

En este trabajo se propuso la implementación de seguimiento de trayectorias en el plano (X,Y) de un robot móvil tipo uniciclo a través de la aplicación de la estrategia de Control Predictivo basado en Modelos (MPC), para lo cual fue necesario conocer previamente el modelo cinemático y dinámico considerando un centro de masa desplazado lateralmente del eje que une a las dos ruedas; parámetros que permitieron establecer y formular el esquema de control. Los algoritmos de control fueron implementados en el robot móvil tipo uniciclo AKASHA (no comercial), se consideraron velocidades de referencia como señales de control al sistema, como es común en robots comerciales. Además, el modelo tiene una estructura adecuada para el diseño de las leyes de control. Los resultados obtenidos a través de simulaciones y de forma experimental, mostraron que el robot móvil tipo uniciclo converge a la trayectoria deseada conforme a los algoritmos del Control Predictivo implementados, reduciendo los errores que se presentan debido a las restricciones y demás factores concurrentes en el movimiento del robot móvil hacia la trayectoria deseada. Como se verá en el presente proyecto no existe una única metodología específica en torno a la implementación de los controladores predictivos; sin embargo, se debe considerar que el modelo dinámico de un robot o planta obtenido previamente a la aplicación de un algoritmo MPC debe ser lo suficientemente preciso para que sea eficiente y represente el mismo comportamiento del sistema real; mientras más inexacto el modelo mayor será el error en el control.In this work, the implementation of trajectory tracking in the plane (x, y) of a unicycletype mobile robot was proposed through the application of the model-based predictive control strategy (MPC), for which it was necessary to know previously the kinematic and dynamic model considering a centre of mass displaced laterally of the axis that joins the two wheels; parameters that allowed to establish and formulate the control scheme. The control algorithms were implemented in the AKASHA single-cell mobile robot (noncommercial), reference speeds were considered as control signals to the system, as is common in commercial robots. In addition, the model has an adequate structure for the design of control laws. The results obtained through simulations and experimentally, showed that the single-unit mobile robot converges to the desired trajectory according to the Predictive Control algorithms implemented, reducing the errors that arise due to restrictions and other concurrent factors in the movement of the mobile robot towards the desired path. As it will be seen in the present project, there is no single methodology around the implementation of predictive controllers; however, it must be considered that the dynamic model of a robot or plant obtained previously to the application of an MPC algorithm must be sufficiently precise to be efficient and represent the same behaviour of the real system; The more inaccurate the model, the greater the error in control

Modeling and control of a wheelchair considering center of mass lateral displacements

This work presents the kinematic and dynamic modeling of a humanwheelchair system where it is considered that its mass center is not located at the wheels’ axis center of the wheelchair. Furthermore, it is presents a new motion controller for human-wheelchair system that is capable of performing positioning and path-following tasks. The proposed controller has the advantage of simultaneously performing the approximation of the robot to the proposed path by the shortest route and limiting its velocity. This controller design is based on two cascaded subsystems: a kinematic controller with command saturation, and a dynamic controller that compensates the dynamics of the robot. © Springer International Publishing Switzerland 2015