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
1393
12
1
gregorian
2015
3
1
14
12
online
1
fulltext
fa
کنترل ربات متحرک چرخدار برای تعقیب مسیر به روش الگوریتم کنترلی غیر مبتنی بر مدل با خطاهای فیلتر شده PD-action
Trajectory tracking control of a wheeled mobile robot by a non-model-based control algorithm using PD-action filtered errors
در این مقاله، کنترل تعقیب مسیر مرجع زمانی توسط یک ربات متحرک چرخدار ، مورد تحلیل و بررسی قرار میگیرد. ربات متحرک چرخدار، یک سیستم غیرخطی بوده و دارای سه مختصه تعمیمیافته (x,y,ϕ) و یک قید غیر هولونومیک ، میباشد. در ابتدا، معادلات سینماتیکی و دینامیکی ربات استخراج میشود. یک الگوریتم کنترلی غیر مدل مبنا با استفاده از خطاهای فیلتر شده PD-action برای کنترل ربات متحرک چرخدار ارائه شده است. مدلهای کنترلی غیر مدل مبنا به دلیل عدم وابستگی به مدل دینامیکی ربات، پایین بودن هزینه محاسباتی و همچنین مقاوم بودن در برابر عدم قطعیتهای مدل، نسبت به مدلهای کنترلی مدل مبنا مناسبتر هستند. با استفاده از تابع لیاپانوف مناسب و همینطور بکار بردن لم باربالات ، پایداری مجانبی کنترلکننده مدار بسته برای تعقیب مسیر مرجع زمانی، اثبات میشود. در نهایت، نتایج شبیهسازی و پیادهسازی آزمایشگاهی روش کنترلی پیشنهادی ارائه میشود. نتایج حاصله نشان میدهد که بدون نیاز به اطلاعات مربوط به مدل دینامیکی و با کاهش دادن بار محاسباتی، عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی، قابل قبول میباشد. بنابراین، الگوریتم کنترلی پیشنهادی یک الگوریتم ساده است که نسبت به تئوریهای پیچیده با بار محاسباتی بالا نتایج قابل قبولی میدهد، در نتیجه این الگوریتم صنعتیتر میباشد.
In this paper, trajectory tracking control of a wheeled mobile robot is analyzed. Wheeled mobile robot is a nonlinear system. This system including three generalized coordinates (x,y,ϕ), and a nonholonomic constraint. First, system kinematic and dynamic equations are obtained. A non-model-based control algorithm using PD-action filtered errors has been used in order to control the wheeled mobile robot. Non-model-based controllers are always more appropriate than model-based algorithms due to independency from dynamic models, lower computational costs and also robustness to uncertainties. Asymptotic stability of the closed loop system for trajectory tracking control of wheeled mobile robot has been investigated using appropriate Lyapunov function and also Barbalat’s lemma method. Finally, in order to show the effectiveness of the proposed approach simulation and experimental results have been presented. Obtained results show that without requiring a priori knowledge of plant dynamics, and with reduced computational burden, the tracking performance of the presented algorithm is quite satisfactory. Therefore, the proposed control algorithm is well suited to most industrial applications where simple efficient algorithms are more appropriate than complicated theoretical ones with massive computational burden.
ربات متحرک چرخدار,قید غیرهولونومیک,تعقیب مسیر مرجع زمانی,کنترلکننده غیر مدل مبنا,پایداری مجانبی
Wheeled mobile robot,Nonholonomic Constraint,Trajectory tracking,Non-Model-Based Controller,Asymptotic Stability
171
178
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-7201&slc_lang=fa&sid=15
Seyed Ali Akbar
Moosavian
سید علی اکبر
موسویان
100319475328460053590
100319475328460053590
Yes
استاد دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
mojtaba
rahimi bidgoli
مجتبی
رحیمی بیدگلی
100319475328460053576
100319475328460053576
No
فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
ali
keymasi khalaji
علی
کیماسی خلجی
100319475328460053575
100319475328460053575
No
دانشجوی مقطع دکتری از دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی