طراحی کنترل کننده مد لغزشی برای ربات تعادلی دو چرخ

امروزه کنترل سیستم‌های مکانیکی نقصان تحریک یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال‌های جذاب این دسته سیستم‌ها، ربات تعادلی دو چرخ می‌باشد که از دو چرخ در موازات هم و یک آونگ معکوس تشکیل شده است. در این پژوهش طراحی کنترل‌کننده به منظور حرکت بر روی سطح صاف مورد بررسی قرار گرفته است. برای طراحی کنترل کننده، ابتدا معادله دینامیکی سیستم از روش کین استخراج شد. سپس برای ربات تعادلی دو چرخ یک کنترل کننده مد لغزشی برای زاویه چرخش ربات، و با استفاده از سطح لغزشی پیشنهادی یک کنترل کننده مد لغزشی برای کنترل توام موقعیت و زاویه حفظ تعادل طراحی گردید. ویژگی کنترل‌کننده‌های پیشنهادی این است که همگی بر اساس دینامیک غیرخطی سیستم طراحی شده‌اند. همچنین با در نظر گرفتن حدود عدم قطعیت سیستم به هنگام طراحی، کنترل‌کننده‌ها نسبت به عدم قطعیت‌های موجود در مسئله مقاوم شده‌اند. مشکل متداول کنترل‌کننده‌های مد لغزشی پدیده چترینگ می‌باشد که با استفاده از تابع اشباع به جای تابع علامت تا حد زیادی کاهش یافته است. در نهایت مقایسه نتایج شبیه‌سازی کنترل‌کننده طراحی شده با پاسخ یک کنترل کننده رگولاتور درجه دوم، کارایی کنترل‌کننده پیشنهادی را تأیید می‌نماید.