Controladores multivariables para un vehículo autónomo terrestre: Comparación basada en la fiabilidad del software

Abstract

Se presenta en este artículo la comparación de tres controladores de velocidad (regulador cuadrático lineal-LQR-, proporcional integral derivativo-PID-y borroso) con la intención de determinar cuál de ellos ofrece mejor fiabilidad desde una perspectiva software. Para realizar las pruebas necesarias se utilizaron versiones mutantes de controladores bien ajustados, en los que se inyectaron defectos que simulaban errores de programación. Los controladores fueron diseñados para operar un vehículo autónomo terrestre y fueron ajustados por medio de un algoritmo genético. Dado el elevado número de pruebas a efectuar se decidió construir un simulador multicomputador con el que se realizaron más de 90000 ensayos. En cada uno de los ensayos se sometió a cada controlador mutante a la realización de un recorrido, de unos 20 minutos de duración máxima, sobre un suelo ligeramente ondulado. Con los datos obtenidos se generaron las curvas de fiabilidad por el procedimiento de Kaplan-Meier, lo cual permitió la comparación de controladores objetivo del estudio. De las curvas de fiabilidad del software obtenidas se deduce que, en las condiciones experimentales planteadas, el controlador LQR ofrece el mejor comportamiento, el segundo lugar le corresponde al controlador PID y el tercero al controlador borroso.

A Smart Sensor for Defending against Clock Glitching Attacks on the I2C Protocol in Robotic Applications

“…Although reliability and fault tolerance of robots are open issues recently discussed by the scientific community [14,15], the vulnerability of robotic systems has not been frequently considered. Hardware and software attacks directly decrease robots’ reliability.…”

Plataforma Experimental para el Estudio de la Vulnerabilidad Hardware en los Robots Móviles: el Bus I2C como Caso de Estudio

“…Es por esto que, paralelamente a dicho desarrollo, se han publicado numerosos trabajos que estudian y proponen arquitecturas para aumentar la fiabilidad y la tolerancia a fallos de los sistemas robóticos (Ladd et al, 2004;Basu, 2004;Ferruz et al, 2011;Cañas et al, 2014). No obstante, este hecho contrasta con el relativamente bajo número de publicaciones que abordan el estudio de la vulnerabilidad de los robots.…”

Seguimiento de trayectorias de un robot móvil (3,0) mediante control acotado

“…Esta capacidad los hace muy atractivos en ambientes dinámicos donde una gran capacidad de movilidad y respuesta es deseable (Villarreal-Cervantes et al, 2012a). En general el desarrollo de algoritmos de control de movimiento de los robots móviles se clasifican en dos categorías: el control basado en el modelo dinámico (Cañas et al, 2014) y el control basado en el modelo cinemático (Campion and Bastin, 1996;Sira-Ramirez et al, 2011). Un modelo dinámico describe directamente la relación entre las fuerzas y pares generados por cada uno de los motores conjuntamente con las ruedas y el movimiento del robot.…”