Desenvolvimento de controladores robustos para sistemas de visão acoplados em robôs móveis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.Este trabalho trata da síntese de controladores para sistemas de visão 2D, multicritérios, por posicionamento, para um alvo móvel ou fixo, de uma câmera orientada num plano horizontal, montada sobre um robô móvel não-holonômico. A qualidade das informações fornecidas pelas câmera atuais possibilita a alimentação direta das malhas de controle com os dados visuais do ambiente. O modelo utilizado é o mesmo definido pelo formalismo de funções-tarefa, e utilizam a noção de torsor de iteração, permitindo assim ligar o movimento da câmera à variação dos índices visuais. O objetivo é propor leis de controle que permitam estabilizar a câmera através das informações bidimensionais vindas da imagem, levando em consideração as incertezas com relação à profundidade dos pontos do alvo, das restrições de visibilidade, e das limitações em amplitude das velocidades e acelerações da câmera. O método consiste em satisfazer uma condição de setor modificada, de tal forma que seja levada em conta a saturação da aceleração em malha fechada via um modelo politópico de incertezas. Desta forma são geradas condições construtivas sob a forma de Desigualdades Lineares Matriciais (LMIs). Deste modo, a resolução de problemas de otimização convexa permite maximizar a região de estabilidade associada, e determinar o ganho de realimentação de estados estabilizante. A técnica, primeiramente aplicada a um alvo fixo, é em seguida aplicada a um alvo móvel, considerando a velocidade desconhecida do alvo como uma perturbação limitada em energia. A seguir são apresentados vários resultados de simulação

An adaptive variable structure controller for the trajectory tracking of a nonholonomic mobile robot with uncertainties and disturbances

In this paper, a trajectory tracking control for a nonholonomic mobile robot subjected to uncertainties and disturbances in the kinematic model is proposed. An adaptive variable structure controller based on the sliding mode theory is used, and applied to compensate these uncertainties and disturbances. To minimize the problems found in practical implementation using classical variable structure controllers, and eliminate the chattering phenomenon as well as compensate disturbances a neural compensator is used, which is nonlinear and continuous, in lieu of the discontinuous portion of the control signals present in classical forms. The proposed neural compensator is designed by a modeling technique of Gaussian radial basis function neural networks and does not require the time-consuming training process. Stability analysis is guaranteed with basis on the Lyapunov method. Simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed approach.Facultad de Informátic