Desenvolvimento de um robô auto equilibrante para aplicações didáticas de sistemas de controle

Abstract

O objetivo deste artigo é desenvolvimento de um robô auto equilibrante de baixo custo para fins didáticos que contará com um sistema de controle permitindo sua movimentação linear e rotacional.Será utilizado um controlador PID para coordenar sua trajetória e um algoritmo de Filtro de Kalman para atenuação de ruídos no acelerômetro e giroscópio obtendo assim a medida do deslocamento velocidade angular, dois motores de corrente contínua com encoders integrado às suas carcaças determinam o deslocamento e velocidade linear, possibilitando assim o equilíbrio do robô. A construção do robô foi realizada conforme projeto mecânico e o Filtro de Kalman apresentou bom desempenho assim como o controlador PID, porém não se obteve correspondência entre os ganhos obtidos de forma simulada do PID fazendo uso do modelo matemático do sistema, tendo de efetuar os ajustes dos ganhos empiricamente para implementação no projeto físico do robô. Os testes para o equilíbrio em malha fechada foram realizados com sucesso, o robô se mantém equilibrado mesmo com pequenas perturbações externas além de apresentar bom controle de trajetória.