مدلسازی دینامیکی و کنترل مستقل سرعت خطی و زاویهای ربات ماهی
نویسندگان
1 دانشجو/مهندسی مکانیک دانشگاه ترتبیت مدرس
2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
doi
چکیده
رباتهای خودکار زیردریایی، در دهههای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند.زیرا میتوانند جایگزین انسان برای انجام کارهای خطرناک زیرآبی شوند. موقعیت یابی ربات، کلیدی برای تضمین موثر بودن ربات های زیر آب است که میتوانند وظیفه خود را انجام دهند. هدف از این مقاله کنترل سرعت خطی و زاویهای ربات، تبدیل مدل ربات به مدل عمومی رباتهای متحرک است، که در صورت انجام پیادهسازی الگوریتم موقعیتیابی روی ربات ماهی امکانپذیر میشود. مدل دینامیکی مناسب برای این ربات به صورت مدل دو بعدی ربات ماهی سادهسازی شده است. از میان انواع مختلف، ربات ماهی با تحریک دم (BCF) در نظر گرفته شده است. همچنین از مدل میانگین ربات برای پیادهسازی کنترلر استفاده شده و ضرایب مربوط به مدل میانگین اصلاح شدهاند. پارامترهای دم زدن ربات شامل بایاس، دامنه دم زدن و فرکانس است. فرکانس دم زدن ربات همواره مقدار ثابت در نظر گرفته شدهاست ولی بایاس و دامنه متغیر و قابل کنترل هستند. پس از شبیهسازی مدل دینامیکی ربات، ارتباط پارامترهای دم زدن با سرعت خطی و سرعت زاویهای ربات ماهی بررسی شده است. در نتیجه این بررسیها سرعت روبه جلو خطی و سرعت زاویهای بهطور همزمان و مستقل از هم قابل کنترل هستند. این کنترل حرکت، برای رفتار چرخش ملایم با سرعت خطی ثابت کاربرد دارد، ولی برای رفتارهای دیگر ربات هم میتوان آن را تعمیم داد. سرانجام با کنترل دامنه و بایاس دم زدن به ترتیب سرعت روبه جلو با کنترلر PI و با خظای 1.67% و سرعت زاویهای با کنترلر PID و با خطای 2.5% کنترل میشود.