شبیه سازی و کنترل مسیر حرکت ربات متحرک همه جهته

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

2 نویسنده مسئول، استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

چکیده

هدف اصلی مقاله دنبال کردن مسیر ربات همه جهته با استفاده از الگوریتم جهت‌یابی به روش کنترل رفتار مبنا به منظور شبیه سازی نوین با جهت‌گیری دو ربات به سمت یکدیگر که همراه با عبور از موانع و تغییر وضعیت بین هر رفتار به نقطه‌ی هدف می‌رسد. با استفاده از سینماتیک ربات، روابط مربوط به سرعت و گشتاور چرخ‌ها بدست آمده است. ساختار سکوی ربات دارای سه مجموعه چرخ متعامد همه جهته می‌باشد که می‌تواند در همه جهات با قابلیت انتقال بدون دوران و انتقال توام با دوران به طور مستقل از هم، حرکت کند. به علاوه نتایج بدست آمده از شبیه سازی ارائه شده است و جهت حصول اطمینان و بررسی مزایای این روش کنترلی نسبت به روش‌های دیگر، با سایر مراجع صحت سنجی انجام گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Tanner, H.G., Loizou, S.G., and Kyriakopoulos, K.J., "Nonholonomic Navigation and Control of Cooperating Mobile Manipulators", IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol. 19(11), pp. 53-64, (2003).
[2] He, W., Chen, Y., and Yin, Z., "Adaptive Neural Network Control of an Uncertain Robot with Full-state Constraints", IEEE Transactions on Cybernetics", Vol. 46(3), pp. 620-629, (2015).
[3] He, W., Dong, Y., and Sun, C., "Adaptive Neural Impedance Control of a Robotic Manipulator with Input Saturation", IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, Vol. 46(3), pp. 334-344, (2016).
[4] Cui, R., Zhang, X., and Cui, D., "Adaptive Sliding-mode Attitude Control for Autonomous Underwater Vehicles with Input Nonlinearities", Ocean Engineering. Vol. 123, pp. 45-54, (2016).
[5] فومنی، س.، " تحلیل سینماتیکی-سینتیکی پیمایش مستقیم الخط ربات انسان نما"، نشریه مدل سازی در مهندسی، دوره 3، شماره 17، (1388).
[6] Cui, R., Guo, J., and Mao, Z., "Adaptive Backstepping Control of Wheeled Inverted Pendulums Models", Nonlinear Dynamics, Vol. 79(1), pp. 501-511, (2015).
[7] موسویان، ع. ا.،  حسینی، ش.، " طراحی پایدارترین حرکت ربات متحرک در مسیر مشخص"، نشریه مدل سازی در مهندسی، دوره 11، شماره 33، صفحه 14-1، (1392). 
[8] مرادی، م.، نیکوبین، ا.، آزادی، س.، "طراحی مسیر بهینه و بالانسینگ تکراری برای روبات متحرک در حرکات سریع"، نشریه مدل سازی در مهندسی، دوره 14 شماره 47، صفحه 153-141، (1395). 
[9] Moreno, J., Clotet, E., Lupiañez, R., Tresanchez, M., Martinez, D., Pallejà, T., Casanovas, J., and Palacín, J., "Design, Implementation and Validation of the Three-wheel Holonomic Motion System of the Assistant Personal Robot (APR)", Sensors, Vol. 16(10), pp. 1658, (2016).
[10] Alshorman, A.M., Alshorman, O., Irfan, M., Glowacz, A., Muhammad, and F., Caesarendra, W., "Fuzzy-based Fault-tolerant Control for Omnidirectional Mobile Robot", Machines, Vol. 8(3), pp. 55, (2020).
[11] Hacene, N., and Mendil, B., "Fuzzy Behavior-based Control of Three Wheeled Omnidirectional Mobile Robot", International Journal of Automation and Computing, Vol. 16(2), pp. 163-185, (2019).
[12] Liu, X., Chen, H., Wang, C., Hu, F., and Yang, X., "MPC Control and Path Planning of Omni-directional Mobile Robot with Potential Field Method", In International Conference on Intelligent Robotics and Applications, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 10985, Springer, Cham, pp.170-181, (2018).
[13] Armah, S., Yi, S., and Abu-Lebdeh, T., "Implementation of Autonomous Navigation Algorithms on Two-wheeled Ground Mobile Robot", American Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 7(1), pp. 149-164, (2014).
[14] Wang, C., Liu, X., Yang, X., Hu, F., Jiang, A., and Yang, C.,"Trajectory Tracking of an Omni-directional Wheeled Mobile Robot using a Model Predictive Control Strategy", Applied Sciences, Vol. 8(2), pp. 231, (2018).
[15] Watanabe, K.,"Knowledge-based Intelligent Electronic Systems. Proceedings KES'98, Control of an Omnidirectional Mobile Robot, in 1998 Second International Conference, IEEE, April 21-23, Adelaide, SA, Australia, (1998).
[16] Watanabe, K., Shiraishi, Y., Tzafestas, S.G., Tang, J., and Fukuda, T., "Feedback Control of an Omnidirectional Autonomous Platform for Mobile Service Robots", Journal of Intelligent and Robotic Systems, Vol. 22(3), pp. 315-330, (1998).
[17] Tang, L., Dian, S., Gu, G., Zhou, K., Wang, S., and Feng, X., "A Novel Potential Field Method for Obstacle Avoidance and Path Planning of Mobile Robot", 3rd International Conference on Computer Science and Information Technology, IEEE, July 9-11, Chengdu, China (2010).
[18] Wang, W., Zhu, M., Wang, X., He, S., He, J., and Xu, Z.,"An Improved Artificial Potential Field Method of Trajectory Planning and Obstacle Avoidance for Redundant Manipulators", International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 15(5), pp. 172988141879962, (2018).
[19] Li, D., Pan, Z., and Deng, H., "Two-dimensional Obstacle Avoidance Control Algorithm for Snake-like Robot in Water Based on Immersed Boundary-lattice Boltzmann Method and Improved Artificial Potential Field Method", Transactions of the Institute of Measurement and Control, Vol. 42(10), pp. 1840-1857, (2020).
[20] Iwatsuki, M., Nakano, K., and Ohuchi, T., "Target Point Tracking Control of Robot Vehicle by Fuzzy Reasoning", Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 27(1), pp. 70-76, (1991).
[21] Saito, M., and Tsumura, T., "Collision Avoidance Among Multiple Mobile Robots", Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers, Vol. 3(8), pp. 252-260, (1990 ).