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Título:	Arquitectura de estimación y control para el seguimiento de trayectorias de un vehículo autónomo terrestre basada en el acoplamiento dinámico-cinemático
Autor:	Hernández Santiago, Joaquín%2063961
metadata.dc.subject.other:	Vehículo autónomo terrestre, seguimiento de trayectorias, acoplamiento dinámico–cinemático, control no lineal, observadores de estado, Takagi–Sugeno–Lipschitz
Data:	2026-08-03
Editora:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Descrição:	En este trabajo se desarrolla una arquitectura de seguimiento de trayectorias basada en observadores y controladores para un Vehículo Autónomo Terrestre (AGV) representado mediante un modelo dinámico–cinemático no lineal. Inicialmente, se obtiene un modelo dinámico tipo bicicleta a partir de la simplificación de un vehículo de cuatro neumáticos en un neumático delantero y uno trasero equivalentes. Este modelo describe la evolución de las velocidades longitudinal, lateral y angular de orientación del vehículo a partir de la fuerza de tracción y el ángulo de dirección. Posteriormente, dichas velocidades se emplean para formular un modelo cinemático encargado de describir la evolución de la posición y orientación del vehículo respecto a un marco de referencia global. Adicionalmente, se propone una aproximación del ángulo de deslizamiento lateral que permite relacionar el comportamiento lateral del vehículo con la generación de referencias dinámicas compatibles entre los modelos dinámico y cinemático, estableciendo una estructura acoplada para el análisis del problema de seguimiento de trayectorias. A partir de los modelos obtenidos, se desarrollan representaciones Takagi–Sugeno–Lipschitz. Sobre estas representaciones se diseñan observadores proporcionales–integrales para estimar las variables de estado utilizando únicamente las señales disponibles y las entradas aplicadas al sistema. El diseño considera las particularidades de los modelos dinámico y cinemático, incluyendo la presencia de variables premisas no medibles y el intercambio de información entre ambos observadores. Como resultado, se plantea una estructura de estimación capaz de reconstruir las velocidades locales y la orientación del vehículo a partir de las entradas físicas y de las mediciones de posición global. Para el seguimiento de trayectorias se propone una arquitectura de controladores PI no lineales basados en Lyapunov compuesta por dos niveles. El primero corresponde al controlador cinemático, encargado de generar referencias dinámicas a partir de los errores de posición y de la aproximación del ángulo de deslizamiento lateral. El segundo corresponde al controlador dinámico, cuya finalidad es generar la fuerza de tracción y el ángulo de dirección requeridos para que las velocidades internas del vehículo sigan las referencias establecidas por el nivel cinemático. Las ganancias de ambos controladores se obtienen mediante condiciones matriciales lineales derivadas del análisis de estabilidad de las dinámicas de error. Finalmente, los observadores y controladores desarrollados se integran dentro de un esquema de control basado en observador y se validan mediante simulaciones numéricas de seguimiento de trayectoria. Los resultados muestran convergencia de los estados estimados, seguimiento adecuado de las referencias propuestas y un desempeño satisfactorio de la arquitectura desarrollada, permitiendo realizar el seguimiento de trayectorias sin requerir la medición directa de todas las variables internas del vehículo. La principal contribución de este trabajo consiste en el desarrollo de una arquitectura integrada de modelado, observación y control para seguimiento de trayectorias, basada en el acoplamiento entre los modelos dinámico y cinemático del vehículo, la generación de referencias dinámicas compatibles con su comportamiento lateral y la implementación de un esquema de control basado en observador.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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