Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1397
2
1
gregorian
2018
5
1
18
3
online
1
fulltext
fa
کنترل مقاوم ربات زیرآبی با جهتگیری پتانسیلی برای تعقیب مسیر در حضور موانع
Potentially Directed Robust Control of an Underwater Robot in the Presence of Obstacles
در این مقاله، یک کنترلکننده جدید بر مبنای ترکیب کنترلکننده خطیساز فیدبک مقاوم با دینامیک خطای انتگرالی-نمایی ارائه شده است، که با استفاده از توابع پتانسیل برای کنترل ردیابی ربات زیرآبی در محیطهای پرمانع توسعه داده می شود. رباتهای زیرآبی از جمله سیستمهای غیرخطی، کمعملگر و دارای عدم قطعیتها و نامعینیهای دینامیکی به شمار میآیند که کنترل آنها چالش برانگیز است. در این پژوهش با کراندار فرض کردن اغتشاشات خارجی و نامعینیها از روش کنترلی مقاوم پیشنهادی استفاده گردیده است. در این راستا الگوریتم کنترلی خطیساز فیدبک بر اساس دینامیک خطای غیرخطی تعریف شده، برای ربات زیرآبی توسعه داده شده است. همچنین، بهمنظور اجتناب از برخورد با موانع قوانین کنترلی بهدست آمده با توابع پتانسیل مجازی تلفیق گردیده است. بدین منظور، با تعریف توابع پتانسیل مجازی، نیروی دافعهای بین ربات و موانع در تقاطع با مسیر ایجاد و موجب حرکت ایمن ربات در محیطهای غنی از موانع میگردد. درنهایت، عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی با نتایج حاصل از پیادهسازی قوانین کنترلی مود لغزشی کلاسیک مقایسه شده است. نتایج حاصله نشاندهنده کارآیی کنترلکننده پیشنهادی با جهتگیری پتانسیلی در مسیرهای پرمانع میباشد که از عملکرد مطلوبتری نیز در صورت مواجهشدن با موانع برخوردار است.
In this paper, a new controller is presented based on robust feedback linearization controller in combination with integral-exponential error dynamics and potential functions for tracking control of an underwater robot in an obstacle-rich environment. Underwater robots are considered as nonlinear, underactuated systems with indefinite, uncertain dynamics. In this research, by assuming a boundary for external disturbances and uncertainties a proposed robust control method has been put to use. Along with the robust feedback linearization algorithm which has been developed based on the dynamics of the nonlinear error defined for the underwater robot, and in order to avoid the obstacles, the control laws are combined with the virtual potential functions. The considered virtual potential functions make a repulsive force between the robot and the obstacles which intersect the desired path and then they bring about a safe move of the robot in obstacle-rich environments. Finally, the performance of the proposed new control algorithm is compared with the results of the implementation of classical sliding mode control laws. The results show the effectiveness of potentially directed proposed controller through obstacle-rich paths which operate far better facing obstacles.
"ربات زیرآبی", "کنترلکننده خطی ساز فیدبک مقاوم", "کنترلکننده مود لغزشی"," توابع پتانسیل"
"Underwater Robot"؛ "Robust Feedback Linearization Controller"؛ "Sliding Mode Controller"؛ "Potential Function"
1
8
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-12614-1&slc_lang=fa&sid=15
Fahimeh S.
Tabataba’i-Nasab
فهیمه سادات
طباطبایی نسب
1003194753284600231220
1003194753284600231220
No
Department of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
سید علی اکبر
موسویان
1003194753284600231221
1003194753284600231221
Yes
استاد دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
Ali
Keymasi Khalaji
علی
کیماسی خلجی
1003194753284600231222
1003194753284600231222
No
Assistant Professor, Kharazmi University
استادیار دانشگاه خوارزمی