مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل تعقیب مسیر و پایدارسازی یک ربات چرخ‌دار توسط الگوریتم پیش‌بین

نویسندگان
1 دانشگاه خوارزمی
2 استادیار دانشگاه خوارزمی
چکیده
یکی از مباحث مطرح در حوزه رباتیک، کنترل حرکت ربات‌های چرخدار می‌باشد. کنترل حرکت، شامل مسائل تعقیب مسیرهای حرکت زمانی و پایدارسازی حول وضعیت (موقعیت و جهت‌گیری) مطلوب می‌شود. در مقاله حاضر این مسائل کنترلی برای ربات چرخدار دارای تریلر مورد بررسی قرار گرفته و برای این منظور یک الگوریتم کنترلی پیش ‌بین ارائه گردیده است. بنابراین در ابتدا معادلات سینماتیکی ربات متحرک دیفرانسیلی دارای تریلر استخراج می‌شود. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع برای ربات تولید گردیده و در ادامه یک قانون کنترل پیش بین برای حل مسائل کنترلی تعقیب مسیرهای مرجع و پایدارسازی حول وضعیت‌های مطلوب طراحی شده است. روش کنترل پیش‌بین از اطلاعات موجود بر مبنای معلوم بودن مقادیر مسیر مرجع در زمان‌های آینده، به منظور کنترل سیستم در زمان حال بهره‌برداری می‌نماید. بر این مبنا خطای موقعیت نسبت به مسیر مرجع در زمان‌های آینده به منظور تولید ورودی کنترلی در زمان حال مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش برای مسائل کنترلی فوق‌الذکر توسعه داده شده و به ربات چرخدار اعمال گردیده است و آنرا به صورت مجانبی حول وضعیت‌های مطلوب پایدار می‌سازد. در پایان نتایج بدست آمده برای تعقیب مسیرهای مرجع مختلف و پایدارسازی حول وضعیت مطلوب ارائه می‌گردد که کارایی روش پیشنهاد شده را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Trajectory tracking and stabilization control of a wheeled robot using predictive algorithm

نویسندگان English

Mehdi Zamanian 1
Ali Keymasi Khalaji 2
2 Assistant Professor, Kharazmi University
چکیده English

One of the main topics in the field of robotics is the motion control of wheeled mobile robots. Motion control encompasses trajectory tracking and point stabilization problems. In this paper these control problems will be considered for the tractor-trailer wheeled robots and a predictive control algorithm is developed for solving these problems. Therefore first kinematic model of the tractor_trailer robot is developed. Next, reference trajectories is produced for the system. Subsequently, predictive control law is designed for the trajectory tracking and point stabilization problems. Predictive control based on the known values of reference trajectories in the future, produces the control inputs in present time. Consequently the error signal with respect to the reference trajectory in future will be used in order to control the system at the present instant of time. This method is developed for solving the aforementioned control problems and is employed on the tractor_trailer wheeled robot. As can be seen from the results, the proposed control algorithm steer the wheeled robot asymptotically follow reference trajectories. Obtained results from the implementation of the proposed method for solving trajectory tracking and point stabilization problems, demonstrate the effectiveness of the presented algorithm.

کلیدواژه‌ها English

Wheeled mobile robot
Nonholonomic systems
Trajectory tracking
Stabilization
Predictive control