| Título: | Projeto de sistema embarcado para controle cinemático de robô móvel não-holonômico em competições VSSS |
| Autor(es): | Sanches, André Dornelas |
| Orientador(es): | Borges, Geovany Araújo |
| Coorientador(es): | Koike, Carla Maria Chagas e Cavalcante |
| Assunto: | Robótica Robôs Robôs móveis |
| Data de apresentação: | 11-Dez-2025 |
| Data de publicação: | 24-Jul-2026 |
| Referência: | SANCHES, André Dornelas. Projeto de sistema embarcado para controle cinemático de robô móvel não-holonômico em competições VSSS. 2025. 84 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecatrônica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado para o controle cine mático de um robô móvel não holonômico de tração diferencial, projetado para competir em
torneios de robótica na categoria Very Small Size Soccer (VSSS). O projeto abrange desde a
definição da arquitetura eletrônica até a implementação de estratégias de controle digital
no microcontrolador ESP32. A plataforma embarcada integra motores DC com encoders
ópticos, uma unidade inercial e um driver de potência dedicado, todos organizados em
uma placa de circuito impresso compacta, desenvolvida especificamente para as restrições
físicas da competição. O sistema recebe comandos externos de velocidade linear e angular
transmitidos sem fio e processa as medições dos sensores para executar o controle de movi mento. O desenvolvimento contemplou a modelagem da dinâmica do robô e a identificação
experimental dos atuadores, resultando em uma arquitetura de controle em cascata, na
qual um controlador adaptativo por modelo de referência (MRAC) regula as velocidades
das rodas enquanto o nível superior comanda as velocidades linear e angular do robô. Em
seguida, foram avaliadas duas abordagens de controle nesse nível superior, baseadas em PID
e em realimentação de estados. Os resultados experimentais demonstraram que os controla dores implementados foram capazes de seguir referências de velocidade de forma estável e
reprodutível, evidenciando a integração eficaz entre hardware, modelagem e algoritmos de
controle embarcados. |
| Abstract: | This work presents the development of an embedded system for the kinematic control of
a nonholonomic differential-drive mobile robot designed to compete in robotics tourna ments in the Very Small Size Soccer (VSSS) category. The project encompasses the definition
of the electronic architecture and the implementation of digital control strategies on an
ESP32 microcontroller. The embedded platform integrates DC motors with optical encoders,
an inertial measurement unit, and a dedicated motor driver, all arranged on a compact
printed circuit board designed to meet the physical constraints of the competition. The
system receives wireless commands of linear and angular velocities and processes sensor
measurements to execute motion control. The development included the modeling of the
robot’s dynamics and the experimental identification of actuator parameters, leading to
a cascade-control architecture in which a Model Reference Adaptive Controller (MRAC)
regulates individual wheel velocities while a higher-level controller commands the robot’s
linear and angular motion. Two approaches were evaluated at this upper level, based on PID
control and state-feedback control. Experimental results demonstrated that the implemented
controllers were able to track velocity references in a stable and repeatable manner, con firming the effective integration between hardware design, system modeling, and embedded
control algorithms. |
| Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2025. |
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| Aparece na Coleção: | Engenharia Mecatrônica
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