Refinamiento de Parámetros de un Ballbot y Control Predictivo para el Seguimiento de Referencia con Embedding de Parámetro Variable Lineal

En este estudio, implementamos un método de control para estabilizar un ballbot que simultáneamente sigue una referencia. Un ballbot es un robot que se equilibra sobre una rueda esférica donde el único punto de contacto con el suelo lo hace omnidireccional y altamente maniobrable, pero con inestabilidad inherente. Después de introducir los parámetros de programación, comenzamos el análisis incorporando el modelo dinámico no lineal derivado de principios fundamentales a una formulación de parámetro variable lineal (LPV). Continuamente, y como extensión de un estudio previo, refinamos los parámetros del modelo no lineal que mejoran significativamente su precisión. Las ventajas cruciales de la formulación LPV son que consiste en un predictor no lineal que puede ser utilizado en control predictivo de modelo (MPC) al mantener la convexidad del problema de optimización cuadrática con restricciones lineales y, además, evita las cargas computacionales que aparecen en otros métodos MPC no lineales con solo una ligera pérdida en el rendimiento. El método de control LPVMPC puede resolverse de manera eficiente como un programa cuadrático (QP) que proporciona un tiempo que apoya la implementación en tiempo real. Finalmente, para ilustrar el método, probamos los diseños de control en un punto de referencia no suave 1D de dos puntos con cambios repentinos, a un punto de referencia suave no estacionario 2D conocido como curvas de Lissajous, y a un punto de referencia no suave 1D de un solo punto donde para este caso se proporcionan garantías teóricas como la estabilidad y la viabilidad recursiva.