مدل سازی دینامیکی و کنترل تطبیقی مقاوم بهینه ربات متحرک همه جهته با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی

در این مقاله، به طراحی کنترل کننده مود لغزشی تطبیقی بهینه به کمک اگوریتم جسنجوی هارمونی برای ربات متحرک چند جهته پرداخته شده است. ابتدا مدل سازی سینماتیکی انجام و سپس با استفاده از معادلات مومنتوم خطی و زاویه ای، معادلات مدل دینامیکی ربات استخراج شده است. از آنجایی که مدل استخراجی، بیان دقیقی از رفتار ربات همه جهته نیست، مدل دارای عدم قطعیت می باشد. از این رو یک روش برای کنترل ردیابی ربات ارائه شده است. کنترل کننده پیشنهادی، شامل یک مدل دینامیک معکوس تقریبا شناخته شده به عنوان خروجی بخش مدل-مبنای کنترل کننده، ترم تخمینی از عدم قطعیت برای جبران دینامیک مدل نشده، اغتشاشات خارجی، و پارامتر های متغیر با زمان برای بهبود پایداری حلقه-بسته و میزان خطای تخمین عدم قطعیت ها می باشد. در ادامه به منظور مقایسه پاسخ کنترل کننده پیشنهادی، کنترل کننده های خطی سازی پسخور و مود لغزشی بهینه نیز طراحی، سپس یک تابع هزینه به صورت ترکیبی از نرخ سیگنال کنترلی و معیار خطای انتگرالی در نظر گرفته شده که به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی مینیمم شده و پارامترهای بهینه کنترلی استخراج شده است. عملکرد کنترل کننده پیشنهادی در شرایط مختلف از جمله در حضور اغتشاش و تغییر پارامترهای سیستم، شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

Omni-Directional Mobile Robot ، Dynamic modeling ، Adaptive robust control ، Sliding mode ، harmony search algorithm ، ربات همه جهته متحرک ، مدل سازی دینامیکی ، کنترل مقاوم تطبیقی ، مود لغزشی ، الگوریتم جستجوی هارمونی