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Control de un robot caterpillar que sigue un camino en una zanja de cables basado en un algoritmo PD de autoacoplamiento

Autores: Jia, Zhiwei; Fang, Wen; Sun, Chenhao; Li, Ling

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Control de un robot caterpillar que sigue un camino en una zanja de cables basado en un algoritmo PD de autoacoplamiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Subterráneo
Zanja de cables
Robots de inspección
Método de control de seguimiento de ruta
Controlador SCPD
Ajuste adaptativo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los robots de inspección de zanjas de cables subterráneos trabajan en entornos viales estrechos, con coeficiente de fricción variable y complejos. La trayectoria de funcionamiento puede desviarse fácilmente del camino deseado y provocar una colisión, o incluso la destrucción del robot o del cable. Para abordar este problema, se desarrolló un método de control de seguimiento de ruta para el robot de chasis de doble oruga basado en un algoritmo de control PID de autoacoplamiento (SCPID). La dinámica del robot oruga fue modelada y tanto las dinámicas desconocidas como las perturbaciones externas acotadas fueron definidas como perturbaciones de suma, mapeando así el sistema no lineal en un sistema linealmente perturbado, luego se diseñó el controlador PD de autoacoplamiento (SCPD). El sistema demostró ser un sistema de control de estabilidad robusto y solo un parámetro, el factor de velocidad, necesitaba ser ajustado para lograr la calibración de parámetros. Mientras tanto, para resolver el problema de que el factor de velocidad basado en el error no es universal y mejorar la capacidad de adaptación del controlador SCPD, se utilizó un método iterativo para ajuste adaptativo. Los resultados de la simulación mostraron que el SCPID puede lograr un mejor control. Los resultados de las pruebas de campo mostraron que el ángulo máximo de desviación del SCPD fue un 56.7% y un 10.3% más pequeño que el PID incremental y el control de modo deslizante (SMC), respectivamente. El tiempo de inspección del SCPD fue un 20% más rápido que otros métodos en el mismo entorno.

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