CONTROLLO DI SISTEMI ANOLONOMI

 

Il corso è tenuto da Marilena Vendittelli e si rivolge agli studenti del corso di Dottorato in Ingegneria dei Sistemi del Dipartimento di Informatica e Sistemistica dell'Università degli Studi di Roma "La Sapienza".

Programma

Modellistica ed esempi di sistemi anolonomi. Equivalenza tra controllabilità e anolonomia. Il problema della stabilizzabilità con controllori smooth. Forme canoniche (chained form, power form). Pianificazione del moto basata su tecniche di linearizzazione via feedback e/o sull'esistenza di uscite piatte (flat). Progetto di controllori per l'inseguimento di traiettorie mediante linearizzazione via feedback o mediante backstepping. Stabilizzazione a punti di equilibrio: controllori tempo-varianti e/o nonsmooth. Applicazione al caso di robot mobili: esperimenti sul robot SuperMARIO. Cenni al problema del controllo di sistemi anolonomi non trasformabili in forma canonica. Traiettorie ottime per veicoli su ruote.

Materiale didattico

Slides delle lezioni (a cura del Prof. Oriolo; versione pdf; in inglese)

Riferimenti di base

A. De Luca, G. Oriolo, "Modelling and Control of Nonholonomic Mechanical Systems," in Kinematics and Dynamics of Multi-Body Systems, J. Angeles, A. Kecskemethy Eds., CISM Courses and Lectures no. 360, pp. 277-342, Springer-Verlag, Wien, 1995 (pdf).

A. De Luca, G. Oriolo, C. Samson, "Feedback control of a nonholonomic car-like robot," in Robot Motion Planning and Control, J.-P. Laumond Ed., Lectures Notes in Control and Information Sciences 229, pp. 171-253, Springer-Verlag London, 1998 (compressed Postscript). The whole book in PDF format can be downloaded from here.

A. De Luca, G. Oriolo, M. Vendittelli, "Control of wheeled mobile robots: An experimental overview," in RAMSETE - Articulated and Mobile Robotics for Services and Technologies, S. Nicosia, B. Siciliano, A. Bicchi, P. Valigi Eds., Springer-Verlag, 2001 (pdf).

G. Oriolo, A. De Luca, M. Vendittelli, "WMR control via dynamic feedback linearization: Design, implementation and experimental validation," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 10, no. 6, pp. 835-852, November 2002 (pdf).

G. Oriolo, M. Vendittelli, "A stabilization framework for general nonholonomic systems with an application to the plate-ball mechanism," IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, no. 2, pp. 162-175, 2005 (pdf).

M. Vendittelli, G. Oriolo, F. Jean, J.-P. Laumond, "Nonhomogeneous nilpotent approximations for nonholonomic systems with singularities," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 49 , no. 6 , pp. 261 - 266, 2004 (pdf).

H. J. Sussmann, G. Q. Tang, "Shortest paths for the Reeds-Shepp car: a worked out example of the use of geometric techniques in nonlinear optimal control," Rutgers Center for Systems and Control Technical Report 91-10, September 1991 (pdf).

P. Soueres, J.-P. Laumond, "Shortest paths synthesis for a car-like robot," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 41 , no. 5 , pp. 672 - 688, 1996.

D. J. Balkcom, M. T. Mason, "Time optimal trajectories for differential drive vehicles," International Journal of Robotics Research, vol. 21, no. 3, pp. 199 - 217, 2002.

B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, Robotica: Modellistica, Pianificazione, Controllo, McGraw-Hill, 2008.

H. Chitsaz, S. M. LaValle, D. J. Balkcom, M. T. Mason, "Minimum Wheel-Rotation Paths for Differential-Drive Mobile Robots," The International Journal of Robotics Research, vol. 28, no. 1, pp. 66 - 80, 2009.

Domande/commenti: venditt at dis.uniroma1.it