Identificación en línea de robots diferenciales mediante técnicas de relé

• Mañas Álvarez, Francisco José ^[1] ; Guinaldo, María ^[1] ; Dormido, Raquel ^[1] ; Dormido, Sebastián ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Educación a Distancia

     Universidad Nacional de Educación a Distancia

     Madrid, España

     
• Localización: Jornadas de Automática, ISSN-e 3045-4093, Nº. 46, 2025
• Idioma: español
• DOI: 10.17979/ja-cea.2025.46.12189
• Títulos paralelos:
  • Online Identification of Differential Robots Using Relay Techniques
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• Resumen
  • español

    Este trabajo presenta la estrategia de identificación en línea y autosintonía basada en realimentación por relé simétrico con histéresis para la estimación del modelo dinámico de velocidad en robots móviles. Este método permite una estimación precisa del modelo del sistema frente a cambios de carga, reduciendo tanto la perturbación al sistema como la necesidad de conocimiento previo de su dinámica. La implementación se ha llevado a cabo en el robot Khepera IV, validándose experimentalmente en tres casos distintos: suspendido, en su configuración nominal, y con carga adicional. Los resultados demuestran que, en menos de $0.3~s$ segundos, es posible obtener parámetros para modelos dinámicos precisos de primer y segundo orden con retardo. Sobre estos modelos se aplican reglas de sintonía SIMC (Simple Internal Model Control) para ajustar automáticamente los controladores PID. Los resultados en bucle cerrado demuestran una mejora significativa en la respuesta del controlador, con una constante de tiempo estable a pesar de variaciones en la carga.

  • English

    This work presents an online identification and auto-tuning strategy based on symmetric relay feedback with hysteresis for estimating the dynamic velocity model of mobile robots. This method enables accurate system model estimation in the presence of load variations, while reducing both the disturbance to the system and the need for prior knowledge of its dynamics. The implementation was carried out on the Khepera IV robot and experimentally validated in three different cases: suspended, in its nominal configuration, and with additional load. The results show that, in less than 0,3 s, it is possible to obtain parameters for accurate first- and second-order dynamic models with delay. SIMC (Simple Internal Model Control) tuning rules are applied to these models for automatic PID controller adjustment. The closed-loop results demonstrate a significant improvement in the controller’s response, with a stable time constant despite load variations.

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