کنترل آرایش انعطاف پذیر رهبر-پیرو ربات های پایه متحرک چرخدار مبتنی بر پسگام تلفیق شده با بیونرودینامیک

نویسندگان

مریم عسگری

مهندسی مکاترونیک گرایش اتوماتیک و کنترل تولید، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین محمدرضا جاهد مطلق

مهندسی کنترل، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران خلیل عالی پور

استادیار/ دانشگاه تهران

چکیده

این مقاله به مسئله کنترل آرایش رهبر-پیرو برای ربات های پایه متحرک غیرهولونومیک، مبتنی بر کنترل کننده پسگام، در حضور موانع می پردازد. مدل سینماتیکی ربات و قید غیرهولونومیک آن معرفی شده، سپس به کمک تکنیک پسگام، رویکرد کنترل آرایش رهبر-پیرو، پیاده می شود. برای حل مسئله ی پرش های ناگهانی سرعت، در کنترل-کننده پسگام، از تلفیق نرودینامیک ملهم از بیولوژیک استفاده شده است. در پژوهش های پیشین از مدل فاصله-زاویه استفاده شده و فاصله و زاویه مطلوب ثابت فرض شده-اند. در این مقاله، به منظور افزایش انعطاف پذیری آرایش، این فرض محدود کننده حذف شده و فاصله و زاویه ی مطلوب، متغیر با زمان فرض می شوند. در ادامه، معادلات دینامیک خطا استخراج شده و کنترل کننده جدیدی طراحی می گردد. یک قانون کنترل کمکی نیز برای مشتق زاویه مرجع پیروها ارائه می شود تا پایداری مجانبی کلی پیروها و پایداری محلی کل آرایش را به کمک تئوری لیاپانوف تضمین کند. نمونه بارز از نیاز به تغییر فاصله و زاویه مطلوب، زمانی است که مانعی در مسیر پیرو وجود دارد که در مسیر رهبر آن نیست. برای اجتناب از برخورد پیرو با مانع، توابع متغیر با زمان مناسب برای فاصله و زاویه مطلوب انتخاب شده و در کنترل کننده جدید، جایگزین می-شوند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که ربات پیرو می تواند رهبر بلادرنگ خود را، با کنترل کننده سینماتیکی پیشنهادی، دنبال کند درحالیکه از برخورد با موانع نیز اجتناب می نماید. به علاوه، ورودی های کنترلی در لحظه ی شروع و نیز به هنگام گذر از موانع، پرش های ناگهانی نداشته و قابل قبول هستند که این خود از دستاوردهای تلفیق بیونرودینامیک، با کنترل کننده پسگام است.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

کنترل مود لغزشی- فازی ربات با مفاصل انعطاف پذیر

ربات¬های با مفاصل انعطاف¬پذیر دارای دینامیک پیچیده¬ای هستند که ناشی از غیرخطی بودن، عدم قطعیت¬ و انعطاف در مفاصل است. در روش¬ کنترل مود لغزشی مرسوم برای ربات¬های با مفاصل انعطاف¬پذیر از راهبرد کنترل گشتاور استفاده می¬شود که دارای چند ایراد است. به خاطر پیچیدگی دینامیک ربات، قانون کنترل پیچیده شده و تعیین توابع محدودیت دشوار است. بعلاوه، دینامیک عملگرها در قانون کنترل دیده نمی¬شود که عملکرد کنتر...

متن کامل

تحلیل دینامیکی غیرخطی یک ربات انعطاف پذیر متحرک فضایی

در این مقاله با استفاده از متغیرهای کمکی ساختار کلی مدل دینامیکی یک ربات متحرک فضایی با n لینک انعطاف پذیر و n مفصل لولا، که مجموعه ای از 5n+6 معادلة دیفرانسیل جزئی کوپل غیرخطی به همراه شرایط مرزی است، ارائه شده است. از بیان نیروها و گشتاورهای ناپایستار صرف نظر شده است، ولی اگر در نظر آورده شوند، ساختار کلی مدل دینامیکی عوض نخواهد شد. پایۀ ربات جسم صلب شش درجه آزادی در فضا ست و هر لینک آن، به ع...

متن کامل

کنترل مود لغزشی- فازی ربات با مفاصل انعطاف پذیر

ربات¬های با مفاصل انعطاف¬پذیر دارای دینامیک پیچیده¬ای هستند که ناشی از غیرخطی بودن، عدم قطعیت¬ و انعطاف در مفاصل است. در روش¬ کنترل مود لغزشی مرسوم برای ربات¬های با مفاصل انعطاف¬پذیر از راهبرد کنترل گشتاور استفاده می¬شود که دارای چند ایراد است. به خاطر پیچیدگی دینامیک ربات، قانون کنترل پیچیده شده و تعیین توابع محدودیت دشوار است. بعلاوه، دینامیک عملگرها در قانون کنترل دیده نمی¬شود که عملکرد کنتر...

متن کامل

مدل سازی و کنترل ربات متحرک چرخدار چند بخشی

به موازات توسعه ی استفاده از ربات های متحرک خودکار در صنعت، تحقیقات در این زمینه در حال گسترش است. ربات های چند بخشی متشکل از واحد های فعال و غیرفعال، دسته ای از ربات های متحرک محسوب می شوند، که به علت ساختار ویژه مورد توجه محققین قرار گرفته اند. ربات های چرخدار از جمله ی پرکاربردترین دسته از این سیستم ها می باشند. در بسیاری از این سیستم ها شرایطی برقرار است که آزادی حرکت مجموعه را محدود می کند...

کنترل مود لغزشی تطبیقی ربات متحرک

با توجه به دینامیک غیرخطی رباتهای متحرک چرخدار و حضور عدم قطعیت از کنترل مود لغزشی استفاده می شود. با این وجود، کنترل مود لغزشی با مشکل انتخاب حدود عدم قطعیت و وجود لرزش سیگنال کنترل مواجه است که عملکرد سیستم کنترل را تضعیف می نمایند. برای بهبود عملکرد، این مقاله کنترل نوین مود لغزشی تطبیقی را ارائه می نماید. نوآوری مقاله در ارائه مدل جدیدی از ربات در فضای حالت و بکارگیری رویکرد کنترل ولتاژ است...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید


عنوان ژورنال:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۴، صفحات ۸۸-۹۸

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023