مدلسازی دینامیکی و کنترل مستقل سرعت خطی و زاویه ای ربات ماهی

ربات های خودکار زیر دریایی، در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.زیرا می توانند جایگزین انسان برای انجام کار های خطرناک زیر آبی شوند. موقعیت یابی ربات، کلیدی برای تضمین موثر بودن ربات های زیر آب است که می توانند وظیفه خود را انجام دهند. هدف از این مقاله کنترل سرعت خطی و زاویه ای ربات، تبدیل مدل ربات به مدل عمومی ربات های متحرک است، که در صورت انجام پیاده سازی الگوریتم موقعیت یابی روی ربات ماهی امکان پذیر می شود. مدل دینامیکی مناسب برای این ربات به صورت مدل دو بعدی ربات ماهی ساده سازی شده است. از میان انواع مختلف، ربات ماهی با تحریک دم (BCF) در نظر گرفته شده است. هم چنین از مدل میانگین ربات برای پیاده سازی کنترلر استفاده شده و ضرایب مربوط به مدل میانگین اصلاح شده اند. پارامتر های دم زدن ربات شامل بایاس، دامنه دم زدن و فرکانس است. فرکانس دم زدن ربات همواره مقدار ثابت در نظر گرفته شده است ولی بایاس و دامنه متغیر و قابل کنترل هستند. پس از شبیه سازی مدل دینامیکی ربات، ارتباط پارامتر های دم زدن با سرعت خطی و سرعت زاویه ای ربات ماهی بررسی شده است. در نتیجه این بررسی ها سرعت رو به جلو خطی و سرعت زاویه ای به طور همزمان و مستقل از هم قابل کنترل هستند. این کنترل حرکت، برای رفتار چرخش ملایم با سرعت خطی ثابت کاربرد دارد، ولی برای رفتار های دیگر ربات هم می توان آن را تعمیم داد. سرانجام با کنترل دامنه و بایاس دم زدن به ترتیب سرعت روبه جلو با کنترلر PI و با خظای ۱.۶۷% و سرعت زاویه ای با کنترلر PID و با خطای ۲.۵% کنترل می شود.

Keywords:

دینامیک ربات های زیر دریایی , ربات های با تحریک دم , ربات ماهی , کنترل حرکت ربات ماهی