کنترل مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی برای کنترل ردگیری موقعیت ربات متحرک چرخ دار غیرهولونومیک الکتریکی | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| مقاله 4، دوره 6، شماره 2، تیر 1395، صفحه 41-59 اصل مقاله (1.19 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2016.763 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد رضا سلطانپور* 1؛ پوریا اوطادالعجم2 | ||
| 1دانشیار، دانشکده برق، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایران. | ||
| 2کارشناسی ارشد، گروه مهندسی برق و کنترل ، دانشکده مهندسی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله ، کنترل کننده مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی برای کنترل ردگیری موقعیت ربات متحرک چرخ دار با حضور دینامیک موتور و عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری موجود در معادلات دینامیکی ربات متحرک، طراحی می شود. در کنترل کننده پیشنهادی، بر اساس کنترل سینماتیکی روش پسگام، مقادیر سطح لغزش کنترل کننده دینامیکی مد لغزشی انتگرالی به صورت نوینی تعریف می گردد. در ادامه برای غلبه بر پدیده نامطلوب لرزش ورودی کنترل ، با استفاده از منطق فازی، یک تقریبگر فازی تک ورودی تک خروجی به گونه ای طراحی می شود که پدیده لرزش ورودی کنترل را حذف نماید. سپس برای کاهش خطای تقریب و جلوگیری از ازدیاد بار محاسباتی سیستم فازی، تقریبگر فازی تطبیقی ارائه می گردد تا کران عدم قطعیت های ساختاری و غیرساختاری موجود در دینامیکهای ربات متحرک و محرکها را تقریب نماید. اثبات ریاضی نشان می دهد که کنترل سینماتیکی سیستم حلقه بسته همراه با کنترل دینامیکی مدلغزشی انتگرالی فازی تطبیقی، در حضور تمامی عدم قطعیت ها، دارای پایداری مجانبی سراسری است. برای نمایش عملکرد کنترل کننده پیشنهادی، مطالعه ی موردی بر روی ربات متحرک چرخ دار و در حضور سرو موتورهای DC انجام می پذیرد. نتایج شبیه سازی، عملکرد مطلوب کنترل کننده ی پیشنهادی را نشان می دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ربات متحرک چرخ دار؛ عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری؛ لرزش ورودی کنترل؛ کنترل سینماتیکی حلقه بسته | ||
| مراجع | ||
|
[1] Jiang ZP, Nijmeijer H (1997) Tracking control of mobile robots: a case study in backstepping. Automatica 33(7): 1393–1399. [2] Shojaei K, Mohammad-Shahri A, Tarakameh A (2011) Adaptive feedback linearizing control of nonholonomic wheeled mobile robots in presence of parametric and nonparametric uncertainties. Robot Cim-Int Manuf 27(1): 194–204. [3] Fierro R, Lewis FL (1998) Control of a nonholonomic mobile robot using neural networks. IEEE Trans Neural Networks 9(4): 589–600. [4] Wong CC, Wang HY, Li SA (2008) PSO-based motion fuzzy controller design for mobile robots. Int J Fuzzy Syst 10(1): 284-292. [5] Su KH, Chen YY, Su SF (2010) Design of neural-fuzzy-based controller for two autonomously driven wheeled robot. Neurocomputing 73(13-15): 2478–2488. [6] Fukao T, Nakagawa H, Adachi N (2000) Adaptive tracking control of a nonholonomic mobile robot. IEEE Trans Neural Network 16(5): 609–615. [7] Mohareri O, Dhaouadi R, Rad AB (2012) Indirect adaptive tracking control of a nonholonomic mobile robot via neural networks. Neurocomputing 88: 54–66. [8] Sharma KD, Chatterjee A, Rakshit A (2012) A PSO–Lyapunov hybrid stable adaptive fuzzy tracking control approach for vision-based robot navigation. IEEE T Instrum Meas 61(7): 1908–1914. [9] Martıacute R, nezSoto O Castillo, Aguilar LT (2009) Optimization of interval type-2 fuzzy logic controllers for a perturbed autonomous wheeled mobile robot using genetic algorithms. J Int Sci 179(13): 2158–2174. [10] Yang JM, Kim JH (1999) Sliding mode control for trajectory tracking of nonholonomic wheeled mobile robots. IEEE Trans Robot 15(3): 578–587. [11] Keighobadi J, Mohamadi Y (2011) Fuzzy sliding mode control of a non-holonomic wheeled mobile robot. International Multi Conference of Engineers and Computer Scientists Vol 2. [12] Chen C, Li TS, Yeh Y, Chang CC (2009) Design and implementation of an adaptive sliding-mode dynamic controller for wheeled mobile robots. Mechatronics 19: 156–166. [13] Chen N, Song F, li G, Sun X, Ai C (2013) An adaptive sliding mode backstepping control for mobile manipulator with nonholonomic constraints. Commun Nonlinear Sci Numer Simul 18(10): 2885-2899. [14] Koubaa Y, Boukattaya M, Dammak T (2015) Adaptive sliding-mode dynamic control for path tracking of nonholonomic wheeled mobile robot. JASE 9(2): 119-131. [15] Hsiao MY, Chen CY, Li THS (2008) Interval type-2 adaptive fuzzy sliding-mode dynamic control design for wheeled mobile robots. Int J Fuzzy Syst 10(4). [16] Hou ZG, Zou AM, Cheng L, Tan M (2009) Adaptive control of an electrically driven nonholonomic mobile robot via backstepping and fuzzy approach, control systems technology. IEEE T Contr Syst T 17(4): 803-815. [17] Sinaeefar Z , Farrokhi M (2012) Adaptive fuzzy model-based predictive control of nonholonomic wheeled mobile robots including actuator dynamics. IJSER 3(9):305-313. [18] فاتح م م، عرب ع الف (1392) کنترل مد لغزشی تطبیقی ربات متحرک. مکانیک سازه ها و شاره ها، دوره 3، شماره 2، صفحه 11-12. [19] Kanayama Y, Kimura Y, Miyazaki F, Noguchi T (1990) A stable tracking control method for an autonomous mobile robot. In Proc. IEEE Conf. Robotics and Automation 384–389, Cincinnati, OH. [20] Veysi M, Soltanpour MR (2012) Eliminating chattering phenomenon in sliding mode control of robot manipulators in the joint space using fuzzy logic. J Solid Fluid Mech 2(3): 45-54. [21] Wang LX (1997) A course in fuzzy systems and control. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ. [22] Soltanpour MR, Otadolajam P, Khooban MH (2014) A new and robust control strategy for electrically driven robot manipulators: adaptive fuzzy sliding mode. Iet Sci Meas Technol 9(3): 322-334. [23] Khooban MH, Soltanpour MR (2013) Swarm optimization tuned fuzzy sliding mode control design for a class of nonlinear systems in presence of uncertainties. J Intell Fuzzy Syst 24(2): 383-394. [24] Shafiei SE, Soltanpour MR (2011) Neural network sliding-model-pid controller design for electrically driven robot manipulators. Int J Innov Comput I 5(12): 3949-3960. [25] Soltanpour MR, Siahi M (2009) Robust control of robot manipulator in task space. Appl Comput Math-Bak 8(2): 227-238. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,732 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,656 |
||