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Título: Controle inteligente de robôs omnidirecionais utilizando redes neurais recorrentes
Autor(es): Cadengue, Lucas Solano
Orientador: Bessa, Wallace Moreira
Palavras-chave: Controle não linear;Controle inteligente;Redes neurais recorrentes;Linearização por realimentação;Modos deslizantes;Robôs móveis
Data do documento: 11-Mar-2022
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Referência: CADENGUE, Lucas Solano. Controle inteligente de robôs omnidirecionais utilizando redes neurais recorrentes. 2022. 60f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Resumo: Devido à sua grande eficiência, segurança e flexibilidade, os robôs móveis estão sendo cada vez mais utilizados na indústria. Entretanto, o controle de posicionamento dos mesmos se trata de um grande desafio dada a natureza não linear dessa planta e a dificuldade de estimar determinados parâmetros, como os efeitos do atrito. Além disso, um rastreamento de trajetória preciso pode ser essencial para determinadas operações com robôs móveis, como no caso de caminhos estreitos. Neste trabalho, controladores inteligentes são propostos para o rastreamento de trajetória de um robô móvel omnidirecional sujeito a dinâmicas não modeladas. As abordagens de controle utilizadas foram os controladores não lineares Linearização por Realimentação (FBL) e Modos Deslizantes (SMC), ambos acoplados de um compensador inteligente que utiliza Redes Neurais Recorrentes com o objetivo de lidar com as incertezas. A arquitetura da rede neural escolhida se baseou na necessidade de compensação de dinâmicas complexas e ao mesmo tempo restrição de complexidade computacional para que o mesmo pudesse ser embarcado no hardware de um robô móvel. As propriedades de estabilidade dos controladores foram provadas de acordo com o princípio de estabilidade assintótica segundo Lyapunov e o desempenho das estratégias. Foi avaliado tanto em simulações quanto em experimentos com o Robotino®, um robô móvel omnidirecional produzido pela Festo Didatics. Foi observado um ganho de desempenho no controlador quando comparado com redes neurais sem a recorrência.
Abstract: Due to their great efficiency, security and flexibility, mobile robots are being increasingly used in industry. However, their positioning control is a great challenge due to the nonlinear nature of this plant and the difficulty of estimating certain parameters, for example, the friction effects. Besides that, a precise tracking might be essential to some operations in mobile robots, such as narrow paths. In this work, non-linear controllers are applied to the trajectory control of an omnidirectional robot under the effect of unmodeled dynamics. The control approaches used in this work were both non-linear control strategies, Feedback Linearization (FBL) and Sliding Modes (SMC) both incorporated with an intelligent compensator utilizing Recurrent Neural Networks in order to assist the control by estimating uncertainties. The chosen architecture of the neural network was based in the need to compensate more complex dynamics and at the same time the restriction of computational complexity so that it could be embedded in the hardware of a mobile robot. The stability properties were proven by the principle of assintotic stability proposed by Lyapunov and the performance of the strategies were verifed through both simulations and experiments using Robotino®, an omnidirectional mobile robot produced by Festo Didatics and a performance gain was observed when compared with the neural network without the recurrence.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47099
Aparece nas coleções:PPGEE - Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação

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