کنترل آرایش ربات چرخدار دیفرانسیلی در تعقیب مسیرهای حرکت زمانی

یکی از مباحث مطرح در حوزه رباتیک، کنترل آرایش گروهی ربات ها در تعقیب مسیرهای حرکت زمانی می باشد. استفاده از گروه ربات های آرایش یافته، دارای مزایایی نسبت به استفاده از ربات ها به صورت جداگانه است که از جمله آنها می توان به بهره وری استفاده از منابع، امکان همکاری ربات ها، بالارفتن اطمینان و مقاومت بیشتر در برابر نقایص اشاره کرد. بنابراین، آرایش کنترلی سیستم های رباتیک چند عضوی و خودرو های هوشمند مورد توجه دانشمندان فراوانی قرار گرفته که در این مقاله به آن می پردازیم. در ابتدا معادلات سینماتیکی و سینتیکی ربات متحرک دیفرانسیلی استخراج می گردد. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع برای ربات رهبر تولید می گردند. در ادامه یک قانون کنترل سینماتیکی برای تعقیب مسیرهای مرجع ربات رهبر طراحی می گردد. قانون کنترلی پیشنهاد شده، ربات رهبر را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می سازد. سپس یک الگوریتم کنترل دینامیکی به منظور تولید گشتاورهای عملگری توسط روش خطی سازی فیدبک طراحی می گردد. در ادامه مسئله کنترل آرایش ربات ها مورد بررسی قرار گرفته و الگوریتمی مناسب برای این منظور طراحی می گردد تا در ضمن تعقیب مسیر توسط ربات رهبر، ربات های پیرو در وضعیت مطلوب نسبت به آن قرار گیرند. همچنین پایداری الگوریتم های ارائه شده از طریق روش لیاپانوف برای کنترلرهای سینماتیکی، دینامیکی و کنترل آرایش مورد بررسی قرار می گیرد. در پایان نتایج بدست آمده برای مسیرهای مرجع مختلف ارائه می گردد که کارایی روش پیشنهاد شده را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Wheeled mobile robot ، Nonholonomic systems ، Trajectory tracking ، Formation control ، ربات متحرک چرخ دار ، سیستم های غیر هولونومیک ، تعقیب مسیرهای حرکت زمانی ، کنترل آرایش