طراحی وشبیه سازی کنترل کننده مودلغزشی برای یک ربات سیار چرخدار

سالهاست که کنترل وسایل نقلیه غیرهولونومیک به دلیل پیچیدگی های ریاضیاتی و کاربردهای فراوان آن، زمینه جذابی برای تحقیق و پژوهش درمیان محققان شدهاست. دراین پژوهش طراحی کنترل مودلغزشی برای کلاسی از سیستمهای غیرهولونومیک مورد بررسی قرار گرفته است. ربات متحرک چرخدار کلاسی از سیستم های غیرهولونومیک است که نوع خاصی از سیستمهای مکانیکی غیرخطی میباشد. مقاله حاضر یک روش کنترل مودلغزشی را برای رباتهای سیار چرخدار در مختصات کارتزین ارایه میکند. دراین روش دوکنترل کننده طراحی شده است تا ضمن پایدارسازی دینامیک سیستم، ردیابی مسیر مرجع مطلوب انجام گیرد. در روش ارایه شده ابتدا باتغییر مختصات مناسب معادلات غیرهولونومیک ربات سیار به فرم زنجیرهای در میآید و سپس طراحی کنترل کننده برای سیستم فرم زنجیرهای انجام میگیرد که با این تغییر مختصات، طراحی سادهتر میشود. همچنین دراین روش سرعت حرکت خطی و زاویهای مطلوب، مشابه آنچه در واقعیت وجود دارد محدود شدهاست. مسیرمرجع اعمال شده شامل نقطه ثابت و مسیر دایرهای میباشد. درنهایت پایداری و تحلیل عملکرد روش پیشنهادی ارایه میگردد و درپایان نتایج شبیه سازی ارایه میشود. به منظور تایید عملکرد روش فوق شبیه سازی ابتدا در محیط سیمولینک متلب انجام میگیرد و سپس برای شبیه سازی محیط واقعی حرکت ربات نتایج حاصل از شبیه سازی در شبیه سازگرافیکی رباتهای سیار ارایه میگردد. این شبیه ساز که به صورت برنامه کاربردی در محیط نرم افزار متلب قابل اجراست، توسط دانشگاه جورجیا طراحی و توسعه پیدا کرده است و این امکان را به کاربر میدهد که با وارد کردن مشخصات ربات و کنترلکننده مورد نظر شبیه سازی خود را در محیطی واقعی تر انجام دهد و حرکت ربات را در شبیه ساز به صورت گرافیکی مشاهده کند. طراحی انجام گرفته باکمک این شبیه سازگرافیکی قابلیت پیاده سازی مطمینتری در دنیای واقعی خواهد داشت.

Keywords:

سیستمهای غیرهولونومیک , ربات متحرک چرخ دار , کنترل مودلغزشی , شبیه ساز .sim.i.am