Аналіз системи керування чіткої логіки колісного робота з диференціальним приводом
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm2021.97.0201Ключові слова:
колісний робот, чітка логіка, диференційний привід, система керуванняАнотація
Здатність мобільного робота здійснювати переміщення в навколишньому середовищі є важливою задачею в робототехніці, тому розробка досконалих систем керування роботів є актуальною темою досліджень. Системи керування чіткої логіки роботизованих колісних машин є одними з найбільш розповсюджених. Такі системи прості за конструктивним виконанням, а отже мають найнижчу вартість у порівнянні з іншими. Одним з недоліків подібних систем керування є їх обмежена точність. Зазвичай це пов’язано з недосконалими програмами керування по яких працюють подібні системи та недосконалістю механічної системи перетворювачів приводу, зокрема для колісних роботів з диференційними приводом можливі такі випадки, коли робот з керуванням за чіткою логікою може безкінечно здійснювати пошук цілі та виконувати переміщення до заданої точки простору навіть за відсутності перешкод на шляху його руху.
В даному дослідженні пропонується аналіз переміщень двоколісного робота за розробленим алгоритмом чіткої логіки. Для цього було розроблено математичну модель покрокового переміщення колісного робота, яка розраховує координати центра рухомої системи координати відомого робота відносно заданого початкового положення в нерухомій системі координат цілі, де таке положення прийнято за базове. На вхід математичної моделі необхідно на кожному кроці руху робота подавати координати положення цілі, а математичний апарат моделі визначає потрібний кут повороту та необхідне переміщення рухомої платформи робота. Система прийняття рішення в розробленій моделі побудована на релейному (“ON-OFF”) контролері, в якому кут повороту робота на кожному кроці вибирається з діапазону заданих значень.
Моделювання недосконалості процесу керування роботом виконується за рахунок введення випадкової похибки, яка накладається на значення виміряної роботом координати цілі.
Посилання
Kucherskij R. V., Manko S. V. (2012). Algoritmy lokalnoj navigacii i kartografii dlya bortovoj sistemy upravleniya avtonomnogo mobilnogo robota [Local navi-gation and mapping algorithms for the on-board control system of an autonomous mo-bile robot]. Izvestia SFedU. Technical science, No 3. https://cyberleninka.ru/article/n/algoritmy-lokalnoy-navigatsii-i-kartografii-dlya-bortovoy-sistemy-upravleniya-avtonomnogo-mobilnogo-robota.
Oriolo Giu. (2014). Wheeled Robots Encyclopedia of Systems and Control Springer-Verlag London. https://doi.or/10.1007/978-1-4471-5102-9_178-1.
Umili E., Tognon M., Sanalitro D., Oriolo G., Franchi A. (2020). Communication-based and communication-less approaches for robust cooperative planning in construction with a team of UAVs, 2020 Int. Conf. on Unmanned Aircraft Systems, Athens, Greece, 279-288, https://doi.org/10.1109/ICUAS48674.2020.9214044.
Scianca N., Ferrari P., De Simone D., La-nari L., Oriolo G. (2021). A behavior-based framework for safe deployment of humanoid robots, Autonomous Robots, Autonomous Robots, Vol. 45, No. 4, 435-456, https://doi.org/10.1007/s10514-021-09978-5.
Pesterev A., Rapoport Lev. (2010). Stabilization problem for a wheeled robot following a curvilinear path on uneven terrain. Journal of Computer and Systems Sciences International. 49. 672-680. https://doi.org/10.1134/S1064230710040155.
Siciliano B., Sciavicco L., Villani L., Oriolo G. (2009). Robotics: modelling, planning and control. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-84628-642-1
Iwasaki T. (2013). (Generalized) KYP lemma and applications. In: Baillieul J., Samad T. (eds) Encyclopedia of Systems and Control. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-5102-9_160-1.
Aguilar C., Krener A. J. (2012). Numerical solutions to the dynamic programming equations of optimal control. In: Proceedings of the 2012 American control conference.
Vachálek, Ján & Tóth, Filip & Krasňanský, Pavol & Čapucha, Ľubomír. (2014). Design and Construction of a Robotic Vehicle with Omni-directional Mecanum Wheels. Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava, Mechanical Series. 60. 97-104. https://doi.org/10.22223/tr.2014-1/1983.
Casini M., Garulli A., Giannitrapani A., Vicino A. (2014). A Remote Lab for Experiments with a Team of Mobile Robots. Sensors, Vol. 14, 16486–16507. https://doi.org/10.3390/s140916486.
Karalekas, G., Vologiannidis, S., & Kalomiros, J. (2020). EUROPA: A Case Study for Teaching Sensors, Data Acquisition and Robotics via a ROS-Based Educational Robot. Sensors, 20(9), 2469. https://doi.org/10.3390/s20092469.
Mischuk, D., Bojchenko A. (2019). Rozrobka koncepciyi sistemi keruvannya robotom dlya shtukaturnih robit na osnovi nejronnoyi merezhi [Development of the concept of control system work for plaster works based on neural network]. Girnichi, budivelni, dorozhni ta meliorativni mashini [Mining, Constructional, Road and Meliora-tion Machines], No. 93, 46-60. – (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/gbdmm2019.93.0501.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Дмитро Міщук, Євген Міщук, Олександр Калашніков
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
