Actualmente, los vehículos guiados de forma autónoma (AGV) son ampliamente utilizados
en diversas aplicaciones industriales, razón por la cual el diseño e implementación de
estrategias de control para estos sistemas es de vital importancia para responder a las
exigencias de seguridad, productividad y eficiencia que se requieren en los ámbitos en los
que se desempeñan estos vehículos.
Aunque las variables de interés a supervisar en un AGV son variadas, destacan dos
de ellas que es necesario controlar en todo vehículo autónomo: (i) la velocidad y (ii) la
dirección. Diferentes estrategias de control se han explorado e implementado para llevar
a cabo la supervisión de la velocidad y la dirección de un AGV, sobresaliendo entre ellas
el control difuso.
El objetivo general de este trabajo, enmarcado en el proyecto de Automatización de
Vehículos y Maquinaria Minera Móvil del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería
(AMTC), es diseñar e implementar controladores difusos desacoplados para controlar la
velocidad y dirección de un vehículo de escala real, en particular un Volkswagen® Tiguan.
En el caso del controlador de velocidad, el diseño considera dos variables de entrada,
el error de velocidad y la integral del error de velocidad, y una única salida que manipula
la apertura de los pedales de aceleración y freno. El signo de la salida determina cual
actuador es el que se activa frente a determinadas condiciones de velocidad. El diseño de
los conjuntos difusos y la base de reglas del controlador apuntan a minimizar el uso del
freno, evitar la alternancia entre el uso de los pedales, permitir controlar adecuadamente la
velocidad del vehículo en un amplio rango de velocidades.
Por otra parte, el diseño del controlador difuso de la dirección establece como variables
de entrada el error del ángulo de las ruedas y la variación de dicho ángulo, y como variable
de salida la variación del ángulo del volante. Los conjuntos difusos y la base de reglas de
este controlador fueron diseñados con el fin de emular y mejorar el tiempo de respuesta
de un conductor humano.
Ambos controladores se validaron y evaluaron a nivel de simulación en un ambiente
Matlab®- Simulink, obteniéndose resultados satisfactorios en todos los casos estudiados
que involucraron pruebas con referencias de velocidad y ángulo de la ruedas basadas
en escalones y rampas a fin de emular distintos tipos de conducción. De igual forma, los
controladores difusos se mostraron robustos frente a perturbaciones, en particular aquellas
asociadas a ruido en las referencias o en la retroalimentación.
Se concluye de los resultados obtenidos en este trabajo que el control difuso constituye
una estrategia de control efectiva para supervisar adecuadamente la velocidad y la dirección
de un AGV, obteniéndose controladores robustos y capaces de cumplir adecuadamente con
los requerimientos de tiempo de estabilización y sobrenivel máximo impuestos, a nivel de
simulación. De igual forma, debido a la flexibilidad de la herramienta de control utilizada, se
puede establecer que en una aplicación para un ambiente no simulado es posible obtener
resultados similares a los conseguidos en este trabajo, realizando las modificaciones
necesarias a los controladores diseñados, según las condiciones de operación del sistema
de escala real.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/104283 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Cabello San Martín, Felipe Andrés |
| Contributors | Orchard Concha, Marcos, Agusto Alegría, Héctor, Ruiz del Solar, Javier, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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