استفاده از سیستم‌های خودکار جهت اکتشافات فضایی، می‌تواند به صورت چشمگیر هزینه‌های انجام ماموریت مورد نظر را کاهش دهد. یکی از ساختارهایی که قبلاً در اکتشافات فضایی مورد استفاده قرار گرفته است، ربات‌های چرخ‌دار بوده است. ربات‌های چرخ‌دار دارای فضای کاری بسیار وسیعی هستند و همچنین می‌توانند با سرعت‌ مناسب حرکت کنند. این سیستمها معمولاً دارای مکانیزم‌های ساده بوده و از حیث مصرف انرژی مناسب هستند. در بسیاری از پژوهش‌های گذشته، پایه‌ی این نوع ربات‌های چرخ‌دار دارای شاسی صلب است؛ ولی چنانچه حرکت سیستم بر روی زمین‌های نسبتاً ناصاف مد نظر باشد، بهتر است سیستم دارای تعلیق انعطاف‌پذیر باشد. به علاوه، در بسیاری از تحقیقات گذشته از مدل کردن نیروهای اصطکاک غیرخطی بین چرخ‌ها و زمین صرفنظر گردیده است. بر این اساس، در این مقاله، معادلات دینامیک حرکت یک ربات چرخ‌دار با در نظر گرفتن چرخ‌های بادی و مجهز به سیستم تعلیق انعطاف‌پذیر، استخراج می‌گردد. برای شبیه‌سازی اصطکاک و لغزش چرخ‌ها از مدل دوگاف استفاده شده است. با در نظر گرفتن گشتاور چرخ‌ها به‌عنوان ورودی‌، به ارائه یک قانون تنظیم حرکت دولایه جدید می‌پردازیم. در این قانون امکان کنترل زاویه فراز پلتفرم با تنظیم نیروی اصطکاک چرخ‌ها فراهم می‌گردد. در لایه‌ی نخست کنترل‌گر، حرکت ربات چرخ‌دار با استفاده از استراتژی امپدانسی چندگانه‌ی اصلاح‌شده برآورده ‌شده و در لایه‌ی دوم، که هدایت موضعی نامیده می‌شود، گشتاور اعمالی به چرخ‌ها و زوایای فرمان آن‌ها به شکلی تنظیم می‌شود که نیروها/گشتاورهای خروجی مطلوب لایه‌ی نخست محقق گردد. نتایج شبیه‌سازی، قابلیت‌های مطلوب الگوریتم جدید را برای ربات‌های چرخ‌دار نشان می‌دهد.

واژه‌های کلیدی: اکتشافات فضایی، ربات چرخ دار، امپدانس چندگانه اصلاح‌شده

متن کامل [PDF 1230 kb]   (7337 دریافت)