Análisis del desempeño de un control PID de orden fraccional en un robot móvil diferencial

IF 1.1 4区 计算机科学 Q4 AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS
U. Vázquez, J. González-Sierra, G. Fernández-Anaya, Eduardo Gamaliel Hernández-Martínez
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Abstract

Este trabajo aborda el problema de seguimiento de trayectorias de un robot móvil tipo diferencial considerando una extensión dinámica del modelo cinemático y, controlando un punto frontal situado a una cierta distancia perpendicular al eje medio de las ruedas. Se proponen dos tipos de controladores, un controlador PID de orden fraccionario (PIdeltaDmu) y un controlador PD fraccionario (PDmu), ambos basados en errores de seguimiento. Los controladores propuestos se obtienen empleando la técnica de linealización entrada-salida. Por otra parte, los términos fraccionarios del controlador se basan en el operador de Caputo. Se presentan simulaciones numéricas con diferentes órdenes fraccionarios y se comparan con el controlador PID de orden entero, mostrando las variaciones ocurridas al cambiar únicamente el orden del controlador.
差分移动机器人中分数阶PID控制的性能分析
本工作解决了差动型移动机器人的轨迹跟踪问题,考虑了运动学模型的动态扩展,控制了垂直于车轮中轴一定距离的前点。本文提出了基于跟踪误差的分数阶PID控制器(PIdeltaDmu)和分数阶PD控制器(PDmu)两种控制器。提出的控制器采用输入-输出线性化技术得到。另一方面,控制器的分数项是基于hood算子的。给出了不同分数阶的数值模拟,并与整数阶PID控制器进行了比较,显示了仅改变控制器阶时发生的变化。
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期刊介绍: La Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI) es el órgano de expresión del Comité Español de Automática (CEA), miembro de la Federación Internacional de Control Automático (IFAC). La revista se desarrolla en el marco de la comunidad iberoamericana, y en general, en los entornos en los que el español constituye el idioma básico y no excluyente de comunicación. RIAI engloba las siguientes temáticas: • Teoría de control y sistemas. • Ingeniería de control de procesos e instrumentación. • Técnicas de control avanzado. • Automatización y control de sistemas de producción. • Robótica y sistemas robotizados. • Arquitecturas de control y tecnología de computadores aplicada al control automático de sistemas. • Sistemas de tiempo real e informática industrial aplicados al control automático de sistemas. • Filtrado, estimación y análisis y tratamiento de señales e imágenes aplicados al control automático de sistemas. • Visión por computador aplicada al control automático de sistemas. • Modelado, identificación, simulación y optimización de sistemas. • Inteligencia computacional y técnicas de supervisión y detección de fallos aplicados al control automático de sistemas. • Historia de la automática. La automática en sistemas sociales, económicos y empresariales. • Cuestiones docentes y de formación en automática. • Control de sistemas en red y complejos a gran escala. • Control automático de procesos industriales, sistemas energéticos, mineros, ingeniería civil y edificios. • Control automático de sistemas de transporte y vehículos. • Control automático en bioingeniería, biología, agricultura, ecología y medicina. • Control automático de máquinas y motores y mecatrónica.
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