Montagem, identificação e controle de um robô seguidor de linha de competição

Abstract

Um robô seguidor de linha é uma máquina autônoma que pode reconhecer e rastrear uma linha contrastante predeterminada pintada no chão, que o robô segue para se mover. Essa é uma das modalidades incluídas em diversas competições de robótica, com o intuito de difundir conhecimento e aspirações tecnológicas, além de ter diversas aplicações industriais. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um robô seguidor de linha, denominado "Avexadinho", cujos componentes e estrutura mecânica foram fornecidos pela equipe de robótica Maracatronics. O processo consistiu em três etapas principais: montagem do robô, identificação do sistema e aplicação do controle. A montagem envolveu a integração dos sensores, motores, microcontrolador e outros componentes eletrônicos, resultando em um robô funcional e qualificado para competições na categoria de seguidor de linha Pro. A identificação do sistema foi realizada utilizando conjuntos de dados experimentais da resposta do sistema a diferentes degraus de entrada por ferramentas do System Identification do MATLAB, encontrando-se um modelo matemático de primeira ordem com atraso, tanto em tempo contínuo quanto discreto. O controlador foi projetado, em domínio discreto, usando o mapa do Lugar Geral das Raízes, proporcionando um tempo de assentamento rápido e minimizando oscilações, foi definido como tipo PI para evitar ampliações de ruídos. O robô demonstrou, em testes práticos, que mesmo em condições adversas, ele era capaz de seguir linhas de maneira precisa e estável. O estudo conclui que o projeto foi um sucesso dentro dos objetivos específicos e faz uma contribuição significativa para o campo de robótica móvel e controle de sistemas, podendo ser usado como um modelo base para diversos projetos futuros.