كليدواژه :
كنترل آرايش , تعقيب مسيرهاي حركت زماني , سيستم‌هاي غير هولونوميك , ربات متحرك چرخدار
چكيده فارسي :
يكي از مباحث مطرح در حوزه رباتيك، كنترل آرايش گروهي ربات‌ها در تعقيب مسيرهاي حركت زماني مي‌باشد. استفاده از گروهِ ربات‌هاي آرايش يافته، داراي مزايايي نسبت به استفاده از ربات‌ها به صورت جداگانه است كه از جمله آنها مي‌توان به بهره‌وري استفاده از منابع، امكان همكاري ربات‌ها، بالارفتن اطمينان و مقاومت بيشتر در برابر نقايص اشاره كرد. بنابراين، آرايش كنترلي سيستم‌هاي رباتيك چند عضوي و خودرو‌هاي هوشمند مورد توجه دانشمندان فراواني قرار گرفته كه در اين مقاله به آن مي‌پردازيم. در ابتدا معادلات سينماتيكي و سينتيكي ربات متحرك ديفرانسيلي استخراج مي‌گردد. سپس، مسيرهاي حركت زماني مرجع براي ربات رهبر توليد مي‌گردند. در ادامه يك قانون كنترل سينماتيكي براي تعقيب مسيرهاي مرجع ربات رهبر طراحي مي‌گردد. قانون كنترلي پيشنهاد شده، ربات رهبر را به صورت مجانبي حول مسيرهاي حركت زماني مرجع پايدار مي‌سازد. سپس يك الگوريتم كنترل ديناميكي به منظور توليد گشتاورهاي عملگري توسط روش خطي‌سازي فيدبك طراحي مي‌گردد. در ادامه مسئله كنترل آرايش ربات‌ها مورد بررسي قرار گرفته و الگوريتمي مناسب براي اين منظور طراحي مي‌گردد تا در ضمن تعقيب مسير توسط ربات رهبر، ربات‌هاي پيرو در وضعيت مطلوب نسبت به آن قرار گيرند. همچنين پايداري الگوريتم‌هاي ارائه شده از طريق روش لياپانوف براي كنترلرهاي سينماتيكي، ديناميكي و كنترل آرايش مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در پايان نتايج بدست آمده براي مسيرهاي مرجع مختلف ارائه مي‌گردد كه كارايي روش پيشنهاد شده را نشان مي‌دهد.
چكيده لاتين :
One of the main topics in the field of robotics is the formation control of the group of robots in
trajectory tracking problem. Using organized robots has many advantages compared to using them
individually. Among them the efficiency of using resources, the possibility of robots' cooperation,
increasing reliability and resistance to defects can be pointed out. Therefore, formation control of multibody
robotic systems and intelligent vehicles have attracted considerable attention, this is discussed in
this paper. First, kinematic and kinetic equations of a differential drive wheeled robot are obtained.
Then, reference trajectories for tracking problem of the leader robot are produced. Next, a kinematic
control law is designed for trajectory tracking of the leader robot. The proposed controller steers the
leader robot asymptotically, following reference trajectories. Subsequently, a dynamic control algorithm
for generating system actuator toques is designed based on feedback linearization method. Afterwards,
formation control of the robots has been considered and an appropriate algorithm is designed in order to
organize the follower robots in the desired configurations, while tracking control of the wheeled robot.
Furthermore, the stability of the presented algorithms for kinematic, dynamic and formation control
laws is analyzed using Lyapunov method. Finally, obtained results for different reference paths are
presented which represent the effectiveness of the proposed controller.
