توضیحات
ABSTRACT
The purpose of this paper is to display an adaptive non-linear control approach based on backstepping for trajectory tracking problem of a nonholonomic wheeled mobile robot (WMR) in presence of lateral slip and some parametric uncertainties. In contrast to many of the previously developed kinematic or dynamic tracking controllers, the proposed controller can face the kinematic disturbance, i.e., lateral slip, and reject it. Also the designed controller includes the full parameters of actuator that mostly has been omitted. Realistic WMR kinematics and dynamics are introduced and the controllability of the robot is analyzed. Considering the robot as subsystems of kinematic, dynamic and drive levels, leads to design three complementary implementations the backstepping control approach. Finally, we apply an adaptive control law to compensate for parametric uncertainty in the parameter of robot’s actuators. Simulation results are presented to demonstrate the performance of the proposed controller.
INTRODUCTION
Wheeled mobile robots can be found in many applications such as in transportation, entertainment, planetary exploration, surveillance, mining, and military operations. Majority of WMR platforms currently available in the market do not have Omni-directional wheels. They use standard wheels due to the inherent mechanical simplicity. These WMRs are called nonholonomic mobile robots because of their no-slip kinematic constraints. Nonholonomic behavior in robotic systems is particularly interesting because it implies that the mechanism can be controlled with reduced number of actuators. However, in many practical applications such as outdoor navigation or navigation on a slippery or uneven, irregular surface, the no-slip assumptions are not satisfied. On the other hand, the problem of motion control of wheeled mobile robots (WMRs) has attracted a great deal of attention over past decades for the sake of autonomous motion capabilities . The motion control of WMRs using kinematic and dynamic model is frequently reported in the literature . A survey on various motion control problems of such systems can be found in. Among these attractive problems, trajectory tracking is concerned with the design of a controller to force a WMR to track a geometric path with an associated timing law. A variety of control algorithms for trajectory tracking problem is developed in the literature.
چکیده
هدف از این مقاله نمایش یک روش کنترل غیر خطی انطباق بر پایه backstepping برای ردیابی مسير مسیریابی یک ربات متحرک غیرهولومیوم چرخشی (WMR) در حضور لغزش جانبی و برخی عدم قطعیت پارامتری است. در مقایسه با بسیاری از کنترل کننده های ردیابی سینماتیک یا پویا که قبلا توسعه یافته است، کنترل کننده پیشنهادی می تواند اختلالات سینماتیک، یعنی لغزش جانبی را تجربه کند و آن را رد کند. همچنین کنترل کننده طراحی شده شامل پارامترهای کامل عملگر است که عمدتا حذف شده است. سینماتیک و پویایی WMR واقع بینانه معرفی شده است و قابلیت کنترل ربات آنالیز می شود. با توجه به ربات به عنوان زیر سیستم های سطح سینماتیک، پویا و درایو، منجر به طراحی سه پیاده سازی مکمل رویکرد کنترل پشت سر هم می شود. در نهایت، ما یک قانون کنترل تطبیقی را برای جبران عدم قطعیت پارامتری در پارامترهای محرک های ربات اعمال می کنیم. نتایج شبیه سازی برای نشان دادن عملکرد کنترل کننده پیشنهادی ارائه شده است.
مقدمه
ربات های متحرک چرخ دار در بسیاری از کاربردهای مانند حمل و نقل، سرگرمی، اکتشافات سیاره ای، نظارت، استخراج معادن و عملیات نظامی یافت می شوند. اکثر سیستم های WMR که در بازار موجود هستند، چرخ های Omni-directional ندارند. با توجه به سادگی مکانیکی ذاتی، آنها از چرخ های استاندارد استفاده می کنند. این WMR ها به دلیل محدودیت های سینماتیکی بدون لغزش، روبات های غیرخلومی متحرک نامیده می شوند. رفتار غیرخالومی در سیستم های رباتیک به ویژه جالب است، زیرا به این معنی است که مکانیسم را می توان با کاهش تعداد موتورهای کنترل کنترل کرد. با این حال، در بسیاری از کاربردهای عملی مانند ناوبری در فضای باز یا ناوبری در سطح لغزنده یا ناهموار، نامنظم، فرضیه لغزش بدون رضایت نیست. از سوی دیگر، مشکل کنترل حرکت روبات های متحرک متحرک (WMRs) در دهه های گذشته به خاطر توانایی های خودمختار مستقیما توجه زیادی را جلب کرده است. کنترل حرکت WMR ها با استفاده از مدل سینماتیک و پویایی اغلب در ادبیات گزارش شده است. یک نظرسنجی در مورد مسائل کنترل حرکات مختلف این سیستم ها را می توان یافت. از میان این مشکلات جذاب، ردیابی مسیرها مربوط به طراحی یک کنترل کننده است تا یک WMR را برای ردیابی مسیر هندسی با قانون زمان مرتبط مرتبط سازد. انواع الگوریتم های کنترل برای مسائل ردیابی مسیر در ادبیات توسعه یافته است.
Year: 2010
Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran
By : Ahmadreza Tarakameh, Student Member, Khoshnam Shojaei, Student Member and Alireza Mohammad Shahr
File Information: English Language/ 7 Page / size: 1.09 MB
سال :1389
ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران
کاری از : احمد رضا تركمه، عضو دانشجوی، خوشنام شجاعی، عضو دانشجویی و علیرضا محمدشهر
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 7صفحه / حجم : MB 1.1509
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.