Fuzzy Control Strategy Applied to Adjustment of Front Steering Angle of a 4WSD Agricultural Mobile Robot

Abstract

Abstract. This paper presents the preliminary studies of the control strategy based in fuzzy logic, projected for the steering system of AGRIBOT project that consist of a wheeled autonomous mobile robotic in real scale endowed with four independent steering and driven wheels (4WSD). In this work we present a preliminary fuzzy controller design applied to front steering angle, using a multivariable plant which incorporates simplified linear model of lateral dynamics of a vehicle whose input are linear combination of rear and front steering angles. The fuzzy control strategy was decided because provides flexible way to deploy with embedded systems. Simulations are used to illustrate the designed controller performance. We use Ackerman geometry to trace front steering angle that allows the vehicle to perform correctly a given maneuver preserving a minimum level of stability and maneuverability. The goal is to establish a relationship between steering input commands and the control commands to the actuators so that it is possible to adjust the attitude of the actuators over the movement axis, as the trajectory change.Keywords: Ackerman geometry, fuzzy controller, Two-Track Vehicle, Lateral dynamics, mobile robot, bike model, steering angle.Resumen. Este trabajo presenta los resultados preliminares de la estrategia de control basada en lógica difusa, proyectada para el sistema de dirección del proyecto Agribot, que consiste en un robot móvil autónomo con ruedas en escala real dotado de dirección a las cuatro ruedas motrices independientes (4WSD). Se presenta un diseño preliminar de un controlador difuso aplicado a ángulo de dirección frontal, utilizando una planta multivariable que incorpora el modelo lineal simplificado de la dinámica lateral de un vehículo, cuya entrada es la combinación lineal de los ángulos de dirección trasera como delantera. Se eligió como estrategia el control difuso debido a que proporciona una forma flexible para desplegar los sistemas embebidos. Las simulaciones se usan para ilustrar el rendimiento del controlador diseñado. Se acudió a la geometría Ackerman para trazar el ángulo de dirección delantera que permite que el vehículo funcione correctamente en una maniobra dada la preservación de un nivel mínimo de estabilidad y maniobrabilidad. El objetivo es establecer una relación entre la entrada de órdenes de dirección y los comandos de control a los actuadores de modo que es posible ajustar la actitud de los actuadores sobre el eje de movimiento, como el cambio de trayectoria.Palabras clave: Geometría Ackerman; Controlador difuso; Vehículos de pista; Dinámica lateral; Robot móvil; Modelo de bicicleta.