Control en red de vehículos autoguiados utilizando técnicas de control y estimación con muestreo no convencional para ahorro de recursos energéticos y computacionales

2024

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Cuenca Lacruz Ángel Miguel

La sociedad actual debe hacer frente a sus retos partiendo de recursos cada vez más escasos y más costosos. Por ello, ésta demanda productos que no sólo sean eficaces sino también eficientes. En búsqueda de la eficiencia, para lograr una utilización mínima de los recursos consiguiendo los efectos deseados, en este proyecto se plantea la utilización conjunta de técnicas de control y estimación con muestreo no convencional para conseguir un seguimiento satisfactorio de trayectorias en vehículos autoguiados. Diversas aplicaciones de control automático no han sido ajenas al creciente uso de la tecnología inalámbrica en diferentes ámbitos. Es por ello que este tipo de técnicas son actualmente aplicadas a Sistemas de Control en Red Inalámbrica (en la literatura aparece como Wireless Networked Control Systems, WNCS). En un WNCS los dispositivos del bucle de control suelen venir provistos de baterías y, en aplicaciones concretas, pueden disponer de poca potencia de cómputo. Por ello, por un lado se aplicarán técnicas de muestreo no convencional basado en eventos con el fin de lograr ahorro de tipo energético y computacional en los dispositivos del WNCS. Por el otro lado, el uso de técnicas de control y estimación con muestreo no convencional permitirá alcanzar las prestaciones de control deseadas, ya que, entre otras aspectos, son capaces de reaccionar más rápidamente a perturbaciones e incertidumbres. Estos ahorros y prestaciones logradas deberán ser posibles haciendo frente además a problemas típicos que aparecen en los WNCS como retardos variables en el tiempo, y pérdida y desorden de paquetes. Las actividades realizadas en proyectos previos por el grupo de investigación solicitante permiten contar con un banco de pruebas basado en vehículos terrestres no tripulados (Unmanned Ground Vehicles, UGVs) que son controlados mediante el uso de diferentes dispositivos de procesamiento digital. Dichos dispositivos se pueden encargar también de presentar información contextual del UGV (posición, estado operacional, disponibilidad de recursos, etc). Actualmente se pretende mejorar la plataforma de pruebas incorporando tecnologías y algorítmica más potentes que permitan un mejor guiado de las trayectorias a seguir por los UGVs, así como poner en marcha un vehículo autoguiado tipo coche de pequeñas dimensiones. Como las capacidades de energía y cómputo suelen ser limitadas en este tipo de vehículos, los recursos de estos sistemas deben ser optimizados para extender al máximo su vida operativa y autonomía, evitando transmisiones de red innecesarias y reduciendo las necesidades de procesamiento. Todo esto debe hacerse asegurando un rendimiento de control satisfactorio. Por tanto, este tipo de vehículos en este tipo de entornos de red reúne las características necesarias para poder aplicarles los alcances teóricos desarrollados en esta línea de investigación, los cuales podrán ser implementados y validados en el banco de pruebas. Además, en colaboración con el Grupo de Robótica del Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2) de la UPV, se tratará la extrapolación de los resultados obtenidos para ser validados sobre un vehículo a escala real, circulando sobre un circuito de pruebas.