Geonobot Wiki

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====== Asservissement d'un robot ======

===== Présentation du robot =====
Notre robot se déplace grâce à deux roues motrices indépendantes. Les moteurs sont des moteurs à courant continu 12V-2A équipés de codeurs incrémentaux.

===== Objectifs =====
Notre objectif est que le robot se déplace de manière fluide jusqu'à une pose donnée (position x,y et orientation angulaire O). 

==== Suivi de Chemin ====
Le chemin est la courbe qui relit la position initiale du robot à sa position finale. Il doit tenir compte du gabarit du robot, des obstacles fixes ou mobiles qu'il peut rencontrer. Cette courbe peut être une ligne droite (si l'environnement n'est pas perturbé) ou une courbe (courbe BSpline si l'environnement contient des obstacles). Le chemin ne dépend que de la vitesse du robot.

==== Suivi de Trajectoire ====
La trajectoire est un chemin qu'il faut parcourir en fonction du temps. Elle va définir les coordonnées (x,y,t). Le suivi de trajectoire est utilisé pour synchroniser des robots dans une chaîne de montage par exemple. Les pièces doivent être posée dans un ordre déterminé donc dépendant du temps pour éviter les collisions.

Ce suivi demande un asservissement rapide et lourd en calcul. Si le robot est en retard sur sa consigne, il va devoir partir brusquement pour compenser son retard.

==== Conclusion ====
Nous allons nous intéresser au suivi de chemin car la composante temporelle n'est pas importante dans notre cas. Même si le robot doit être rapide, le temps qu'il met à atteindre sa position finale n'est pas primordial.
Nous allons considérer que l'environnement est libre (sans obstacles) donc le robot se déplacera en ligne droite puis il ajustera son orientation.

===== Asservissement =====

==== Asservissement simple ====
Le robot est équipé de deux moteurs CC. La première solution est d'asservir les deux moteurs indépendamment. Cette solution fonctionne bien si les moteurs sont sensiblement identiques.

En asservissant les deux moteurs séparément, on devrait théoriquement avoir la même réponse et le robot devrait rouler droit. Malheureusement, en pratique, 2 moteurs d'une même série ne sont pas exactement identiques (inertie, résistance, jeu du réducteur...) donc même en appliquant la même consigne aux moteurs, les 2 vont réagir différemment. Si un des moteurs est plus réactif, il va accélérer plus vite que l'autre et le robot va tourner sur lui même au lieu d'aller tout droit.

==== Asservissement différentiel ====
Il faut donc travailler sur l'ensemble des 2 moteurs en asservissant un moteur en tenant compte de l'autre. En couplant l'asservissement du moteur droit à celui du moteur gauche, si le moteur gauche prend du retard sur le moteur droit, le moteur gauche va accélérer alors que le moteur droit va ralentir.

On va donc définir une vitesse linéaire et une vitesse angulaire à partir de la vitesse de chaque moteur :

vitesselinéaire = (vitessemoteur_droit + vitessemoteur_gauche) / 2 \\
vitesseangulaire = vitessemoteur_droit - vitessemoteur_gauche

Si on veut que le robot aille tout droit, la consigne de vitesse angulaire doit être nulle et si on veut que le robot tourne sur lui même, c'est la consigne de vitesse linéaire qui doit être nulle. \\
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