دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 17 5 2017 07 23 Deriving equations of motion of a wheeled mobile robot and its control using extended multiple impedance strategy استخراج معادلات حرکت یک ربات چرخ‌دار و کنترل آن با استفاده از استراتژی امپدانس چندگانه تعمیم یافته 394 404 9902 FA رامبد رستگاری استادیار مهندسی مکانیک / دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند خلیل عالی پور دانشگاه تهران Journal Article 1970 01 01 The use of automatic systems for space exploration can dramatically decrease the cost of desired mission. One of the structures that has previously been utilized for space exploration is the wheeled rovers. Wheeled rovers have wide work space and can move with a proper velocity. Their mechanisms are simple and are energy efficient. In the most of the previous studies, it has been assumed that the wheeled robot chassis is rigid. However, if the wheeled robot motion on relatively rough terrain is required then it should be equipped with flexible suspension. Also, in most of the earlier studies, the nonlinear friction between the wheels and ground has not been modeled. Consequently, in this paper, the dynamics equations of a wheeled robotic system with flexible suspension is derived. To model the friction and wheels slip, the Dugoff friction model is utilized. Considering the wheels torque as inputs, a novel two-layer driver is proposed. Adopting the suggested algorithm, the control of pitch angle is possible. In the first layer, the motion of the system is adjusted using modified multiple impedance approach. Also, in the second layer, which is called local controller, the actuating torque of wheels are adjusted so as the output forces/torques of the first layer can be realized. The obtained simulation results support the merits of the proposed new motion strategy control. 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. https://mme.modares.ac.ir/article_9902_a729d76292a6a72fc99598bbc1e33ae6.pdf