كنترل سينماتيكي وضعيت آرايش سه جرم صفحه‌اي متصل به هم به وسيله تغيير طول اتصالات

Kinematic attitude control of three pairwise connected in-plane masses by varying the lengths of the links

در اين مقاله، كنترل حركت يك سيستم صفحه‌اي غيرهولونوميك با چهار درجه آزادي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. در سيستم مورد بررسي، سه عملگر كنترلي وظيفه كنترل شكل سيستم را بر عهده دارند. همچنين فرض عدم گشتاور خارجي و صفر بودن تكانه زاويه‌اي، يك قيد غيرهولونوميك به مساله مي‌افزايد. ابتدا نشان داده مي‌شود كه معادلات ساده شده حركت اين سيستم اگرچه قابل تبديل به معادلات سيستم هايزنبرگ و فرم زنجيره‌اي است، روش‌هاي متعارف كنترل آنها، در مورد اين سيستم پاسخگو نيست. آنگاه براي اين سيستم، به دو روش مود لغزشي و طراحي لحظه‌اي مسير، قوانين كنترلي مدار بسته طراحي مي‌شود كه آن را از هر شرط اوليه به هر وضعيت تعادل دلخواه رسانده سيستم را حول آن پايدار نمايد. نتايج شبيه‌سازي، كارآمدي روش‌هاي پيشنهادي را نشان مي‌دهد.

Motion control of a planar nonholonomic system with four DOM is addressed in this paper. Three actuators (are responsible for) shape control for this system. Furthermore, assuming no external forces and zero angular momentum imposes a nonholonomic constraint to the problem. First it is shown that although the simplified equations of motion for this system could be converted to Heisenberg and chained-form systems, the conventional control methods for these systems may not be applied to the considered problem. Then, using sliding modes and online path planning, two different closed-loop control laws are designed, bringing the system to and stabilizing around any desired equilibrium state started from any initial condition. Simulation results show the efficiency of the proposed methods.