كنترل يك ربات چرخ دار در حضور لغزش چرخ ها به روش تطبيقي بازگشت گام به گام

Control of a wheeled robot in presence of sliding of wheels using adaptive backstepping method

در تحليل كنترل حركت خودكار ربات هاي چرخدار با فرض عدم لغزش چرخ ها (غلتش خالص) نتايج رضايت بخشي وجود دارد، اما متاسفانه در عمل به خاطر وجود عدم قطعيت هايي مانند لغزش چرخ ها به خصوص در كاربردهايي همچون كشاورزي كه شرايط كار داراي ناهمواري ها نيز مي باشد، نتايج تحت تاثير قرار گرفته و كيفيت عملكرد روش هاي كنترلي تحت الشعاع قرار مي گيرد. كنترل ايده آل سيستم هاي چرخدار با فرض وجود قيود عدم لغزش غيرهولونوميك انجام شده در حالي كه در سيستم واقعي به خاطر حضور لغزش ها اين قيود نقض مي شوند. در اين مقاله، مسئله كنترل تعقيب مسير ربات چرخ دار در حضور پديده لغزش انجام شده است. براي در نظر گرفتن اثرات لغزش ها، مدل آنها وارد معادلات سينماتيك مساله مي گردند. به عبارت ديگر اين اثرات به عنوان پارامترهاي ناشناخته به مدل سينماتيك ايده آل اضافه مي شود. اين پارامترهاي ناشناخته را با يك روش تطبيقي تخمين زده و با الگوريتم كنترلي بازگشت گام به گام سيستم را كنترل مي نماييم. قانون كنترلي بازگشت گام به گام براي تعقيب مسيرهاي مرجع ربات طراحي گرديده و ربات را به صورت مجانبي حول مسيرهاي حركت زماني مرجع پايدار مي سازد. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه كنترل كننده تطبيقي پيشنهادي مي تواند تعقيب مسير رديابي را در حضور لغزش چرخ ها تضمين كند. در پايان نتايج بدست آمده براي مسيرهاي مرجع ارائه گرديده و نتايج مقايسه اي كارايي استفاده از تخمين لغزش ها در كنترل سيستم را نشان مي دهد.

There exist satisfactory results in the analysis of the motion control of the vehicles with the assumption of nonslip (pure rolling) condition of robot wheeles, But unfortunately in practice due to the presence of uncertainties such as sliding of wheels especially in agriculture applications where working conditions are rough the results and the quality of the control performance of the system are affected. The ideal control of wheeled systems is performed with the assumption of the existence of nonholonomic non-slip constraints, while in the real system these constraints are violated due to the presence of slippages. In this paper the problem of trajectory tracking control of wheeled vehicles in the presence of sliding is addressed. To take sliding effects into account, sliding models are introduced into the kinematic model. In other words, these effects are added as unknown parameters to the ideal kinematic model. For taking into account the sliding effects their mathematical models are introduced in system kinematic model. In another word these effects as an unknown parameters are added to the system ideal kinematics. An integrating parameter adaptation technique and backstepping control algorithm has been utilized in order to control the system. The backstepping control law is designed to track the reference trajectories and make the robot asymptotically stable around the reference trajectories. Finally, the obtained results are presented for tracking reference trajectories and comparison results shows the efficiency of using the estimation of slips in control of the system.