---

در طی یک مانور توسط سیستم رباتیک، اجزاء انعطاف پذیر نظیر صفحات خورشیدی ممکن است تحریک گشته و شروع به ‏ارتعاش نمایند. بنابراین، این ارتعاشات منجر به یک سری نیروهای اغتشاشی نوسانی می گردند که به پایه متحرک و جسم ‏جابه جا شده اعمال و در نتیجه خطا در رده موقعیت و سرعت در مجری های نهایی و جسم را موجب می شود که لازم است از ‏آن جلوگیری بعمل آید. در این مقاله، یک روش جدید کنترل جابه جایی جسم توسط یک سیستم رباتیک چرخ دار ارائه ‏می شود. بدین منظور، با درنظر گرفتن یک سیستم رباتیکی چند بازویی با صفحات خورشیدی انعطاف پذیر، یک روش مدلسازی ‏دینامیک برای پیاده سازی های کنترلی در سیستم های چندجسمی صلب و انعطاف پذیر معرفی می شود. سپس، بر پایه مسیر ‏طراحی شده برای سیستم ربات چرخ دار، یک کنترل تطبیقی ترکیبی خنثی کننده ارتعاشات برای انجام جابه جایی جسم ‏توسط چنین سیستم پیچیده ای توسعه داده می شود. در پایان، یک سیستم ربات چرخ دار که شامل دو بازو و دوربین و آنتن ‏به عنوان بازوی سوم و چهارم که با دو صفحه خورشیدی که برای انجام مأموریت های اکتشافی در سایر کرات مطرح می باشد، ‏شبیه سازی می شود. نتایج به دست آمده مزیت روش کنترلی پیشنهاد شده برای انجام یک عملیات جابه جایی جسم موفق، ‏ضمن کاهش اثرات ارتعاشات عناصر انعطاف پذیر را نشان می دهد.‏

---

صفحات خورشیدی یکی از منابع تأمین تمام یا بخشی از انرژی مصرفی ربات‌های چرخ‌دار هستند. توان کم سلول‌های خورشیدی باعث می‌شود تا این ربات‌ها نیاز به صفحات بزرگی برای تأمین انرژی داشته باشند. این امر سبب می‌شود تا در صورت حرکت ربات‌ بر مسیر ناهموار، ارتعاشاتی در صفحات مزبور ایجاد شود که ممکن است موجب آسیب به سیستم گردد. در این پژوهش، روشی برای برنامه‌ریزی حرکت ربات در مسیر ناهموار ارائه می‌گردد که منجر به پایدارسازی دامنه ارتعاشات در محدوده مجاز می‌شود. در این روش از افزودن سیستم کنترلی جدید جهت کاهش ارتعاشات خودداری شده است و این کار صرفاً با تعیین سرعت ربات در طول مسیر حرکتش میسر گردیده است. برای انجام این امر، ابتدا مدل دینامیکی ورق متصل به جسم متحرک بر اساس روش کِین استخراج می‌شود. با استفاده از نتایج این مدل‌سازی، عوامل ایجاد ارتعاشات تعیین می‌گردد. در مرحله بعد چگونگی تغییرات این عوامل در طول مسیر حرکت ربات با استفاده از روابط سینماتیکی تعیین می‌گردد. با مشخص شدن نحوه تغییرات عوامل ایجاد ارتعاش، برنامه‌ریزی حرکتی به گونه‌ای صورت می‌گیرد که با حداقل کاهش در سرعت ربات امکان پایدارسازی ارتعاشات در محدوده مجاز فراهم گردد. روش پیشنهادی برای یک ربات شش چرخ با ساختار حرکتی مفصل‌بندی شده که دارای دو صفحه خورشیدی جهت تأمین انرژی است، شبیه‌سازی گردیده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که استفاده از روش پیشنهادی برای برنامه‌ریزی حرکتی ربات منجر به محدود ساختن دامنه ارتعاشات در مقادیر مجاز می‌شود، در حالیکه کاهش قابل ملاحظه‌ای در سرعت متوسط حرکت ربات ایجاد نمی‌کند.

---

---

در بسیاری از کاربردهای ربات چرخ‌دار در کنار الزام کنترل دقیق موقعیت، محدودیت‌های ابعادی و وزن نیز حائز اهمیت می‌باشند. محدودیت وزن و ابعاد به این معناست که نمی‌توان از عملگرهای به دلخواه بزرگ استفاده نمود. از طرفی کنترل دقیق و سریع معمولاً نیازمند بهره‌های کنترلی بالا و در نتیجه ورودی‌های کنترلی بزرگ می‌باشد. چنانچه ورودی کنترلی از حد اشباع عملگر بیشتر باشد، علاوه بر افزایش خطای تعقیب، ممکن است در مواردی منجر به ناپایداری شود. بنابراین ارائه یک روش کنترلی که بتواند همزمان با تامین دقت کنترلی بالا و تضمین پایداری ربات، به صورت از پیش تعیین شده حد اشباع عملگرها (سرعت و گشتاور) را در نظر بگیرد، بسیار ارزشمند خواهد بود. کنترل پیشنهادی شامل دو بخش سینماتیکی و دینامیکی می‌باشد. کنترل سینماتیک بر مبنای رویکرد لیاپانوف بوده که قابلیت تنظیم حد اشباع سرعتی عملگرها را دارا می­باشد. برای کنترل دینامیکی مولفه‌های سرعت به عنوان مقادیر مرجع کنترل و گشتاور چرخ‌های ربات نیز به عنوان ورودی­های کنترلی در نظر گرفته شده‌اند. همچنین حد اشباع گشتاور عملگرها، به صورت از پیش تعیین شده لحاظ شده است. به منظور ارزیابی عملکرد کنترل پیشنهادی تحلیل­های متنوعی بر روی ربات چرخ‌دار انجام و با روش خطی‌سازی فیدبک مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که در کنترل پیشنهادی، ماکزیمم ورودی کنترلی حدود ۲۵% ماکزیمم ورودی خطی‌سازی فیدبک می‌باشد. همچنین همگرایی پاسخ نیز سریع‌تر از روش خطی‌سازی فیدبک می‌باشد. بنابراین الگوریتم کنترلی پیشنهادی ضمن تضمین پایداری و تعقیب مسیر با دقت بالا، الزامات حد اشباع عملگرها را نیز به صورت کامل برآورده نموده است