کنترل غیرخطی حرکت یک ربات کروی بر روی سطح شیب‌دار مبتنی بر روش خطی‌سازی با استفاده از فیدبک

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر. اصفهان. ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان، ایران

doi
10.22067/fum-mech.v31i2.74433
چکیده

ربات کروی به ربات­های سیّار کروی‌شکل مجهز به مکانیزم محرک داخلی که بر روی زمین بر اثر غلتیدن پوستۀ خارجی­شان حرکت می­کنند اطلاق می­شود. در این تحقیق، ابتدا یک نمونه از ربات کروی پاندولی مدل­سازی شده و سپس به تحلیل دینامیکی مدل ارائه‌شده در طی حرکت صفحه­ای بر روی سطحی با شیب ثابت پرداخته شده است. استخراج معادلات حرکت ربات با استفاده از روش لاگرانژ به انجام رسیده است. سپس، طراحی یک کنترل­کنندۀ غیرخطی مبتنی بر روش‌های خطی­سازی به کمک فیدبک انجام گرفته است. در ادامه، با در نظر گرفتن شرایط اولیۀ غیر منطبق بر مسیر مطلوب، نامعینی پارامتری و همچنین گشتاور اغتشاشی بر روی سیستم به شبیه­سازی حرکت ربات پرداخته شده است. نتایج شبیه­سازی بیانگر توانایی و عملکرد مطلوب کنترل­کننده در تعقیب تابع زمانی انتخاب‌شده برای حرکت دورانی پوستۀ کروی بر روی سطح شیب‌دار تحت شرایط فیزیکی نامطلوب پیش‌بینی‌شده برای ربات است.