Implementación del sistema dinámico y de control de un robot acuático simulado en la tarjeta dSPACE y Fox Board G20 basado en el método Hardware-in-the-log

Abstract

Este proyecto consiste en aplicar la metodología de simulación Hardware-In- the-Loop para el diseño y prueba del sistema dinámico que representa un robot móvil tipo submarino controlado por un sistema embebido. Entre las etapas comprendidas para el desarrollo del proyecto se involucran la descripción de la plataforma a simular, la obtención del modelo matemático del sistema cinemático y dinámico, el análisis de la respuesta natural del sistema frente a fuerzas externas, el establecimiento del alcance del control, el diseño del controlador, la simulación HIL, la simulación del sistema dinámico en la tarjeta MicroAutoBox II de dSPACE, la implementación del controlador en lenguaje C aplicando conceptos de programación multitarea o por hilos en el sistema embebido Fox Board G20, la comparación del comportamiento del sistema simulado en Simulink y la tarjeta MicroAutoBox y el análisis del comportamiento de la planta frente al control. Realizar esta simulación HIL permite detectar errores o problemas en el diseño del robot móvil, para ajustar su estructura mecánica y circuitos electrónicos (etapas de potencia y adquisición de los datos de la sensórica); permite también validar el sistema embebido haciéndolo creer que está interactuando con el robot, cuando en realidad se trata de un modelo simulado en tiempo real, por ende, se simularon los sensores de la misma forma que funcionan los reales.

This project is to implement the methodology of simulation Hardware-In -the- loop for the design and testing of the dynamic system that represents a mobile robot type submarine controlled by an embedded system. Between the stages for the development of the project will involve the description of the platform to simulate, the obtaining of the mathematical model of the kinematic and dynamic system, the analysis of the natural response of the system to external forces, the establishment of the scope of the control, the design of the controller, the HIL simulation, the simulation of the dynamic system in the MicroAutoBox card II of dSPACE, the implementation of the handler in C language by applying concepts of programming or by tasking wires in the embedded system Board Fox G20, the comparison of the behavior of the simulated system in Simulink and the MicroAutoBox card and the analysis of the behavior of the floor in front of the control. Perform this HIL simulation allows you to find errors or problems in the design of the mobile robot, to adjust their mechanical structure and electronic circuits (power stages and acquisition of data from the sensors); you can also validate the embedded system making it believe that is interacting with the robot, when in reality it is a simulated model in real time, hence the sensors were simulated in the same way that the real work.