Projeto de sistema embarcado para controle cinemático de robô móvel não-holonômico em competições VSSS

Abstract

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.