Seguidor de Linha com controle PID: mudanças entre as edições
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O '''controle integral''' ajusta a ação de controle em função ao '''somatório do erro''' em um dado intervalo de tempo. | O '''controle integral''' ajusta a ação de controle em função ao '''somatório do erro''' em um dado intervalo de tempo. | ||
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#No caso de uma '''reta''', ou o robô '''segue a linha''' com '''erro zero''', ou de tempos em tempos, deriva alternadamente para um lado ou outro, resultando provavelmente em '''somatório de erro''' também '''zero'''. Portanto, neste caso, o '''controle integral''' em uma '''reta''' tem '''ação nula'''. | #No caso de uma '''reta''', ou o robô '''segue a linha''' com '''erro zero''', ou de tempos em tempos, deriva alternadamente para um lado ou outro, resultando provavelmente em '''somatório de erro''' também '''zero'''. Portanto, neste caso, o '''controle integral''' em uma '''reta''' tem '''ação nula'''. | ||
#Uma possibilidade de ação do '''controle integral''' em uma '''reta''' é '''agir ajustando desequilíbrios de velocidades dos motores''', as quais poderiam levar a um '''somatório de erro diferente de zero''' para um dos lados. Neste caso, após o robô passar a '''seguir linha''' com '''erro instantâneo zero''', o '''controle integral''' continua agindo equilibrando as velocidades a partir do somatório de erro acumulado. | #Uma possibilidade de ação do '''controle integral''' em uma '''reta''' é '''agir ajustando desequilíbrios de velocidades dos motores''', as quais poderiam levar a um '''somatório de erro diferente de zero''' para um dos lados. Neste caso, após o robô passar a '''seguir linha''' com '''erro instantâneo zero''', o '''controle integral''' continua agindo equilibrando as velocidades a partir do somatório de erro acumulado. | ||
Edição das 15h52min de 16 de maio de 2018
Seguidor de Linha com controle PID
Teoria sobre Sistemas de Controle PID
- Sistemas de Controle
- Um resumo da teoria sobre Sistemas de Controle em Malha Fechada e do Controle Proporcional Integral Derivativo.
Vetor de Sensores e Determinação do Erro
O Seguidor de Linha utiliza um vetor com sete sensores para seguir a linha e determinar o erro do robô em relação a linha.
Dependendo da posição do vetor sobre a linha, apenas um ou dois sensores podem reconhecer a linha ao mesmo tempo, como mostra as figuras abaixo [1]:
- Apenas sensor central (s3) reconhece a linha.
- Sensor central (s3) e sensor (s4) reconhecem a linha.
- Possibilidades para o vetor de sensores
- Quando o sensor central está sobre a linha o erro é zero.
- Quando o carrinho deriva para esquerda, sensibilizando os sensores a direita do ponto central, o erro é positivo. Quando deriva para direita, sensibilizando os sensores a esquerda do ponto central, o erro é negativo.
Sensores 0 1 2 3 4 5 6 ------------- 1 0 0 0 0 0 0 --> Erro -6 1 1 0 0 0 0 0 --> Erro -5 0 1 0 0 0 0 0 --> Erro -4 0 1 1 0 0 0 0 --> Erro -3 0 0 1 0 0 0 0 --> Erro -2 0 0 1 1 0 0 0 --> Erro -1 0 0 0 1 0 0 0 --> Erro 0 0 0 0 1 1 0 0 --> Erro 1 0 0 0 0 1 0 0 --> Erro 2 0 0 0 0 1 1 0 --> Erro 3 0 0 0 0 0 1 0 --> Erro 4 0 0 0 0 0 1 1 --> Erro 5 0 0 0 0 0 0 1 --> Erro 6
Ação de Controle Proporcional
A ação de controle proporcional do Seguidor de Linha vai corrigir a trajetória do robô, ajustando a velocidades dos motores a partir de um ganho Kp, proporcional ao erro:
Caso o robô derive para esquerda, a velocidade dos motores é ajustada para que o robô volte para a linha:
- a velocidade do motor esquerdo é acrescida do valor ;
- a velocidade do motor direito é diminuída do valor .
Caso o robô derive para direita, a ação de controle ajusta a velocidade dos motores para corrigir a trajetória para o outro lado.
Ação de Controle Proporcional Integral
A ação de controle proporcional integral do vai corrigir a trajetória do robô combinando a ação proporcional e a integral.
O controle integral ajusta a ação de controle em função ao somatório do erro em um dado intervalo de tempo.
- Análise sobre a ação do controle integral no Seguidor de Linha
- No caso de uma reta, ou o robô segue a linha com erro zero, ou de tempos em tempos, deriva alternadamente para um lado ou outro, resultando provavelmente em somatório de erro também zero. Portanto, neste caso, o controle integral em uma reta tem ação nula.
- Uma possibilidade de ação do controle integral em uma reta é agir ajustando desequilíbrios de velocidades dos motores, as quais poderiam levar a um somatório de erro diferente de zero para um dos lados. Neste caso, após o robô passar a seguir linha com erro instantâneo zero, o controle integral continua agindo equilibrando as velocidades a partir do somatório de erro acumulado.
- No caso de uma curva, o somatório de erros será diferente de zero em função do lado da curva. Inicialmente somente o controle proporcional atua, ajustando a trajetória do robô a curva, mas, a medida que o somatório do erro cresce, o controle integral passa a atuar. A partir de um dado momento, o controle integral passa a prevalecer, fazendo o robô acompanhar a curva com erro instantâneo zero, portanto, sem ação proporcional.
Referências:
- http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-rob-seguidor-de-linha-com-controle-pid-e-ajustes-por
- http://www.roboliv.re/conteudo/pid-controle-proporcional-integral-derivativo
- http://www.andrix.com.br/robo-seguidor-de-linha-utilizando-um-controlador-proporcional-derivativo-pd-com-arduino/
Artigos:
- http://www2.uesb.br/computacao/wp-content/uploads/2014/09/ROB%C3%94-SEGUIDOR-DE-LINHA-AUT%C3%94NOMO-UTILIZANDO-O-CONTROLADOR-PROPORCIONAL-DERIVATIVO-EM-UMA-PLATAFORMA-DE-HARDWARE-SOFTWARE-LIVRE.pdf
- http://sistemaolimpo.org/midias/uploads/230c61ca8833329f9ffc867a89566dcd.pdf
Referências
--Evandro.cantu (discussão) 08h58min de 16 de maio de 2018 (BRT)
