Made available in DSpace on 2014-12-17T14:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamaherniMD_TESE.pdf: 1906280 bytes, checksum: 4c045dfdea855b9b5837f362598733e7 (MD5) Previous issue date: 2010-02-01 / This thesis presents a new structure of robust adaptive controller applied to mobile robots (surface mobile robot) with nonholonomic constraints. It acts in the dynamics and kinematics of the robot, and it is split in two distinct parts. The first part controls the robot dynamics, using variable structure model reference adaptive controllers. The second part controls the robot kinematics, using a position controller, whose objective is to make the robot to reach any point in the cartesian plan. The kinematic controller is based only on information about the robot configuration. A decoupling method is adopted to transform the linear model of the mobile robot, a multiple-input multiple-output system, into two decoupled single-input single-output systems, thus reducing the complexity of designing the controller for the mobile robot. After that, a variable structure model reference adaptive controller is applied to each one of the resulting systems. One of such controllers will be responsible for the robot position and the other for the leading angle, using reference signals generated by the position controller. To validate the proposed structure, some simulated and experimental results using differential drive mobile robots of a robot soccer kit are presented. The simulator uses the main characteristics of real physical system as noise and non-linearities such as deadzone and saturation. The experimental results were obtained through an C++ program applied to the robot soccer kit of Microrobot team at the LACI/UFRN. The simulated and experimental results are presented and discussed at the end of the text / Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma nova estrutura de controlador adaptativo robusto aplicado a sistemas rob?ticos m?veis com rodas (rob? m?vel de superf?cie) e restri??es n?o-holon?micas de movimento. Este controlador atua tanto na din?mica como na cinem?tica do rob?, e pode ser dividido em duas partes distintas. A primeira parte controla a din?mica, atrav?s da utiliza??o de controladores adaptativos por modelo de refer?ncia e estrutura vari?vel. A segunda parte controla a cinem?tica do rob? atrav?s de um controlador de posi??o, cujo objetivo ? fazer com que o rob? seja capaz de atingir um ponto qualquer no plano cartesiano, sendo que este controlador cinem?tico ? baseado apenas em informa??es da configura??o do rob?. O trabalho aplica um m?todo de desacoplamento para transformar o modelo linear do rob? m?vel, que ? um sistema com m?ltiplas entradas e m?ltiplas sa?das, em dois sistemas desacoplados com apenas uma entrada e uma sa?da cada um, para reduzir a complexidade do projeto do controlador. Em seguida, aplica-se um controlador adaptativo por modelo de refer?ncia e estrutura vari?vel a cada um dos sistemas resultantes. Um controlador ser? respons?vel pelo posicionamento e o outro pela orienta??o do rob?, sendo que estes controladores utilizam como refer?ncias sinais provenientes do controlador cinem?tico de posi??o. Para comprovar o funcionamento da estrutura proposta, obteve-se resultados simulados e experimentais para o rob? m?vel com acionamento diferencial de um kit de futebol de rob?s. O simulador possui as principais caracter?sticas do sistema f?sico real, dentre as quais podem-se destacar os ru?dos de entradas e as n?o-linearidades como zona morta e satura??o. Os resultados experimentais foram obtidos atrav?s de um programa desenvolvido em C++ e aplicado a um kit de futebol de rob?s da empresa Microrobot no Laborat?rio de Acionamento, Controle e Instrumenta??o da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (LACI/UFRN). Os resultados simulados e experimentais s?o apresentados e discutidos ao final da tese

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiogoPFP.pdf: 929475 bytes, checksum: cfb18a5bf43c92f6830aa123446e6f33 (MD5) Previous issue date: 2001-08-31 / The main task and one of the major mobile robotics problems is its navigation process. Conceptualy, this process means drive the robot from an initial position and orientation to a goal position and orientation, along an admissible path respecting the temporal and velocity constraints. This task must be accomplished by some subtasks like robot localization in the workspace, admissible path planning, trajectory generation and motion control. Moreover, autonomous wheeled mobile robots have kinematics constraints, also called nonholonomic constraints, that impose the robot can not move everywhere freely in its workspace, reducing the number of feasible paths between two distinct positions. This work mainly approaches the path planning and trajectory generation problems applied to wheeled mobile robots acting on a robot soccer environment. The major dificulty in this process is to find a smooth function that respects the imposed robot kinematic constraints. This work proposes a path generation strategy based on parametric polynomials of third degree for the 'x' and 'y' axis. The 'theta' orientation is derived from the 'y' and 'x' relations in such a way that the generated path respects the kinematic constraint. To execute the trajectory, this work also shows a simple control strategy acting on the robot linear and angular velocities / Um dos maiores problemas em rob?tica m?vel diz respeito ? sua navega??o. Conceitualmente, o ato de navegar em rob?tica consiste em guiar um rob? em um espa?o de trabalho durante um determinado intervalo de tempo, por um caminho que possa ser percorrido e que leve o rob? de uma posi??o e orienta??o iniciais para uma posi??o e orienta??o finais. Esta ? a principal tarefa que um rob? m?vel deve executar. Ela implica em subproblemas que s?o a localiza??o do rob? no espa?o de trabalho, o planejamento de um caminho admiss?vel, a gera??o de uma trajet?ria e, por fim, a sua execu??o. Al?m disso, rob?s m?veis aut?nomos com rodas possuem restri??es cinem?ticas, chamadas tamb?m de restri??es n?o-holon?micas, que fazem com que o rob? n?o possa se mover livremente em seu espa?o de trabalho, limitando a quantidade de caminhos admiss?veis entre duas posi??es distintas. Este trabalho aborda principalmente os subproblemas do planejamento de caminho e gera??o de trajet?ria aplicado a minirrob?s m?veis com rodas que atuam em um projeto de futebol de rob?s. O maior desafio para a navega??o destes ve?culos ? determinar uma fun??o cont?nua que respeite suas restri??es cinem?ticas e evolua no tempo segundo as restri??es impostas pelo problema quanto ? posi??o e orienta??o iniciais e finais e quanto ? velocidade do movimento. Prop?e-se uma estrat?gia de gera??o de caminho baseada em polin?mios param?tricos de terceiro grau em 'x' e 'y'. A orienta??o 'theta' do minirrob? ? obtida da rela??o entre 'y' e 'x' de modo que os caminhos gerados respeitem a restri??o cinem?tica imposta. Para que a trajet?ria seja executada e os resultados experimentais validados ? apresentada uma estrat?gia simples de controle que atua sobre as velocidades linear e angular desenvolvidas pelo rob? m?vel