Descripción del Archivo

Los documentos disponibles será la que evaluará el profesor a final de curso, todo esto se encuentra dentro del portafolio personal.

Hito 1: Documentación, referencias y pechakucha en pdf (nota: 10)
Hito 2: Documentación, referencias y pechakucha en pdf (nota: 9)
Hito 3: Documentación, referencias en pdf (nota: 9,5)
Hito 4: Documentación, referencias y pechakucha del hito 3 e hito 4 en pdf (nota: 9,5)

Los contenidos de los hitos son los siguientes:

HITO 1: CONOCER LO QUE TENEMOS

Toma de contacto con los elementos que se van a utilizar a lo largo del curso, hay que hacer un video de dos minutos de cada tema:
·Estudio de las partes del robot PIERO: dispositivos y cableado.

·Estudio de la programación en Simulink: entorno, filosofía y librerías.

·Estudio del Arduino Mega 2560 y su programación con Simulink: librería y entorno específico.

Modelos en Simulink con video demostrativo de dos minutos de duración máxima:
Modelo de señalización con leds, y aplicación a la batería: (entrada num 1_15 codificando intermitencia+RGB) (Umbrales bateria-> azul> 11.2>rojo> 11> rojo parpadeante)
Modelo de movimiento de motores: (entrada num [+-255izq, +-255dcha]) hay que indicar dirección adelante/atras y rueda izqd/dcha
Modelo de sensores de distancia: (salida num [distancia izq, distancia dcha] en cm
Tarea integradora: hacer que PIERO se mueva evitando colisionar con las paredes y mostrando el estado variando la iluminación.

HITO 2: MODELADO DE LOS MOTORES DE PIERO+

MODELADO TEÓRICO

Estudiar las técnicas de modelado de sistemas y aplicarlas a PIERO. En este hito se pretende obtener el modelo de los motores de PIERO
Las técnicas que se habrán de aplicar para la obtención del modelo de los motores de PIERO son las siguientes:
Teórica a partir de las especificaciones determinando las ecuaciones diferenciales y su programación con Simulink
Teórico empleando variables de estado, su formulación y su implementación con Simulink
Teórico simulado con SIMSCAPE desarrollo de elementos necesarios y su programación
Han de crearse un marco común lo más realista posible definiendo la mismas unidades de entrada y salida para los sistemas
El Procedimiento será igual que en el hito 1, creándose una lista con 10 cuestiones por tema consideradas fundamentales durante la primera sesión para pasar a la reunión de expertos en la segunda sesión.
Tarea integradora:
Modelo que integre los tres anteriores convertidos en subsistemas y al que se le añada otro que modele el sistema como uno de primer orden, aplicar una entrada en escalón a todos y obtener una gráfica comparativa de la respuesta del sistema sacando conclusiones.

MODELADO EXPERIMENTAL

A partir de los modelos suministrados obtener los datos reales para cada uno de los motores de PIERO con los siguientes objetivos:
A partir de una señal de rampa determina la zona muerta (valores en los que la salida permanece a cero) y de saturación (valores que no suponen cambio en la salida) de cada motor
Realiza un control en bucle abierto (velocidad en m/s de entrada), a partir de una tabla que relacione el pwm con velocidad en m/s de cada rueda.
A partir de pulsos fijados para una velocidad de aproximadamente +-0.41 m/s extrae los datos para la identificación de ambos motores con sistemas en trasformada s, realizando una comparativa del ajuste de ambos motores y la señal real.
A partir del modelo experimental identificado, integrarlo con los modelos teóricos comparando los resultados.
Por último crea un sistema que unifique el sistema real con el identificado y que sea la opción de ejecución la que lo seleccióne automáticamente.

HITO 3: CONTROL DE MOTORES Y ERRORES DE MODELADO

Con el modelo obtenido en el apartado anterior se trata de realizar las siguientes tareas:

Determinar la resolución obtenida en la velocidad lineal de las ruedas, el error de discretización y su origen.
Tipos de controladores y su implementación
Hallar los posibles controladores P, I, D, PI, PD, PID aplicables para unas especificaciones de 0.55 tiempo establecimiento, tiempo de subida > 0.3 y sobreoscilación < 5%. Compara y elije el mejor entre ellos.
Tarea conjunta:
Sincronizar el controlador elegido para con las dos ruedas y determina los errores de la respuesta obtenida y su origen.

HITO 4: MOVER A PIERO CON CONTROL DISCRETO Y CONSIGNAS DE VELOCIDAD

Para ello partiendo de los modelos del hito anterior habrá que estudiar los diferentes sistemas modelado y control de velocidad e implementarlos verificando que se cumplen las especificaciones dentro un rango, además habrá que estudiar los tiempos de respuesta, y la precisión que se alcanza. Tareas a realizar:
Realizar una comparativa entre las transformadas de sistemas continuos y de sistemas discretos, tanto en sus encuaciones como el análisis de estabilidad de los sistemas en sus lugares de las raices.
Discretizar los modelos de cada una de los motores de Piero. Compara la respuesta ante un escalón unitario con diferentes periodos de muestreo.
Discretizar los controladores y representa el lugar de las raíces del sistema completo para cada uno de los motores. Verifica las si se cumplen las especificaciones originales y si no es así resintoniza los controladores representando el sistema final en el lugar de las raíces.
Partiendo del nuevo modelo, y una vez incorporado el MCD, MCI y la odometría del vehículo, crea modelos y que cumplan las siguientes especificaciones:

Utilizando el modelo de Piero con la velocidad controlada, crea un nuevo lazo de control sobre la velocidad angular para que PIERO de una vuelta en 10 s. Utilizando como especificaciones del controlador que tenga un tiempo de subida superior a 0.1 s, de establecimiento inferior a 0.15 s. y una sobreoscilación inferior al 2%.
Utilizando el modelo de Piero convierte el control de velocidad en un controlador de posición para que Piero recorra exactamente 1 m. hacia adelante. Utilizando como especificaciones del controlador que tenga un tiempo de subida superior a 3 s. y de establecimiento inferior a 5 s.
Utilizando el modelo del Piero con la velocidad angular controlada diseña una señal de consignas de velocidad lineal y angular de tal forma que partiendo de una posición fijada en la zona de las ventanas y con tres giros de 90º, Piero salga de la clase y se pare fuera.
Realiza los tres modelos primero en simulación, verificarlos con la gráfica XY y una vez verificados implementarlos en el robot real.

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