Controlador de bajo nivel de un robot móvil todo terreno con ruedas

Gallán Farina, Bruno
Villarroel Salcedo, José Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática

Resumen: El objetivo del proyecto consiste en el desarrollo de los bucles de control de velocidad de las ruedas y de posición de la dirección de la plataforma móvil con ruedas todo terreno RobuCar-TT. La motivación que impulsó el proyecto es la búsqueda de un sistema de control cuyo mantenimiento y adaptación sean más sencillos que los que traía el Robucar por defecto. El robot se apoya sobre cuatro ruedas distribuidas en dos ejes. Ambos utilizan la geometría de dirección Ackermann, permitiendo varios modos de movimiento. En este proyecto se controlará el tren delantero del robot en modo coche, que consiste en mantener rectas las ruedas traseras y girar las delanteras. El sistema recibirá las consignas de velocidad lineal y angular desde el exterior, calculando la velocidad de cada rueda por medio del modelo cinemático del robot. Teniendo en cuenta que los motores del Robucar son de corriente continua, para controlar la velocidad de los motores se utilizará un regulador PI, y para el ángulo de la dirección un proporcional. Forma parte de los requisitos del proyecto que esté se realice sobre el LaunchPad F28377S de Texas Instruments. Debido a ciertas limitaciones del mismo, habrá que utilizar dos. Será necesario preparar el hardware adecuado para la conexión entre el LaunchPad y el Robucar. Así mismo, hay que identificar y comprender el sistema de cableado del robot y los drivers de potencia que lleva incorporados para alimentar a los motores. Respecto del software, primero se realiza una recopilación de las herramientas necesarias en sus versiones adecuadas. El proyecto se desarrollará sobre la versión 7.1.0 de CodeComposerStudio y se utilizará la versión 2.16.1.14 de TI-RTOS, un conjunto de herramientas entre las que se incluye SYS/BIOS, un sistema operativo de tiempo real. Una vez recopiladas las herramientas, se plantea la estructura de tareas y se divide entre los dos LaunchPad. Tras lo cual se procede a la implementación de los bucles de control. Para ello será necesario el desarrollo de dos funciones de apoyo, una para calcular la velocidad y posición de las ruedas y otra que haga el cálculo de los reguladores. Estas funciones son explicadas con mayor detalle en sus respectivas secciones. Para facilitar el testeo del programa, se realizarán pruebas sobre un pequeño motor de Lego Mindstorm, el cual necesitará también cierto hardware para su conexión. Una vez testeado el programa, se acude al robot con el hardware y el software listos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado