Điều khiển ổn định robot di động đa hướng

Bài báo đề xuất luật điều khiển chuyển động ổn định cho robot di động ba bánh đa hướng với tham số của luật điều khiển được điều chỉnh bằng bộ điều khiển mờ. Luật điều khiển đề xuất cho phép tham số luật điều khiển thay đổi thích nghi với trạng thái của robot, cải thiện đáp ứng của hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển ổn định robot di động đa hướng ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ROBOT DI ĐỘNG ĐA HƯỚNG Trần Như Chí, Nguyễn Thị Thanh Vân Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Email: vanntt@vnu.edu.vn Tóm tắt—Bài báo đề xuất luật điều khiển chuyển động số của luật điều khiển. Khi áp dụng các tham số có điều ổn định cho robot di động ba bánh đa hướng với tham số kiện nhất định để luật điều khiển thỏa mãn tiêu chuẩn của luật điều khiển được điều chỉnh bằng bộ điều khiển Lyapunov. Trong khi đó hình dạng đường đi và đáp ứng mờ. Luật điều khiển đề xuất cho phép tham số luật điều của hệ thống lại phụ thuộc vào việc lựa chọn các tham khiển thay đổi thích nghi với trạng thái của robot, cải thiện đáp ứng của hệ thống. Hiệu quả của phương pháp đề xuất số này. Việc đánh giá lựa chọn tham số điều khiển để được kiểm nghiệm qua một số trường hợp hoạt động và thu được kết quả tốt nhất cần được quan tâm xem xét. so sánh với phương pháp thông thường. Bài báo đề xuất một hệ thống điều khiển chuyển động Từ khóa—robot di động đa hướng, ổn định tiệm cận, ổn định robot di động đa hướng với luật điều khiển thỏa Lyapunov, logic mờ, điều khiển mờ mãn tiêu chuẩn Lypunov và tham số luật điều khiển được điều chỉnh bằng bộ điều khiển mờ. Cơ sở của việc I. GIỚI THIỆU điều chỉnh tham số của luật điều khiển dựa trên mục Khả năng hoạt động tự quản trị của robot di động tiêu cải tiến tốc độ đáp ứng của hệ thống. Mối quan hệ tạo ra các ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực. Một hay sự thay đổi thích nghi giữa tham số của luật điều trong các vấn đề liên quan đến khả năng tự trị của robot khiển với khoảng cách tới đích tương ứng phù hợp với di động là điều khiển ổn định. Bài toán điều khiển ổn lý thuyết về logic mờ [8]. Bộ điều mờ [10]-[9] được xây định từ một vị trí bất kỳ trong môi trường làm việc tới dựng dựa trên lý thuyết về tập mờ và logic mờ thích hợp vị trí đích có ý nghĩa trong trường hợp robot hoạt động với những hệ thống chưa đầy đủ thông tin hay mô hình trong môi trường chưa biết trước [1]. Trường hợp này của đối tượng do đó được sử dụng rất nhiều trong các không yêu cầu đường đi cho trước mà chỉ cần thông tin ứng dụng robot di động liên quan đến vấn đề tránh vật về vị trí ban đầu và vị trí đích. Bộ điều khiển ổn định và dẫn đường trong môi trường không biết trước [11], tiệm cận sẽ điều khiển robot từ vị trí bất kỳ về đích. [12], [13], [14], [15]. Bộ điều mờ cho phép xác định Ứng dụng trong các bài toán điều khiển bám đường đi mối quan hệ giữa tham số của luật điều khiển và tốc biết trước hoặc dẫn đường trong môi trường không biết độ đáp ứng mà không cần mô hình cụ thể làm cho hệ trước. thống điều khiển ổn định có cấu trúc đơn giản, dễ thực Cơ cấu di động của các robot hiện nay là cơ cấu bánh thi và khắc phục được hạn chế của bộ điều khiển ổn xe, 2 bánh, 3 bánh hay 4 bánh. Trong đó cơ cấu ba bánh định thông thường. với bánh đa hướng (Omni) [2]-[3] cho phép robot di Cấu trúc bài báo được trình bày thành bốn phần. chuyển theo các hướng thường được sử dụng. Mô hình Trong đó mô hình hệ thống được mô tả chi tiết trong động học của robot đa hướng là mô hình phi tuyến vì phần II. Phần III đánh giá hiệu quả của hệ thống đề xuất thế tiêu chuẩn ổn định Lyapunov [4] được sử dụng để thông qua chương trình mô phỏng. Một số kết luận và đánh giá tính ổn định của hệ thống này. Tiêu chuẩn ổn hướng phát triển tiếp theo được đề cập trong phần IV. định liên quan đến việc xác định hàm Lyapunov V > 0 II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG và đạo hàm V˙ < 0. Biến điều khiển liên quan đến vận tốc tuyến tính và vận tốc góc của robot hay vận tốc A. Mô hình robot di động đa hướng góc riêng của từng bánh xe. Một số các nghiên cứu đã Robot di động đa hướng có cấu trúc 3 bánh đặt cách đề xuất lựa chọn luật điều khiển vận tốc thỏa mãn tiêu đều nhau trên đế hình tròn của robot, cách đều nhau chuẩn ổn định Lyapunov. [5], [6], [7]. 1200 và hoạt động độc lập. Mỗi bánh có cấu tạo dạng Các luật điều khiển chuyển động ổn định trong các đề con lăn để vừa có thể di chuyển theo chiều ngang vừa xuất ở trên liên quan đến các biến điều khiển và tham di chuyển theo hướng thẳng. Hình 1 thể hiện mô hình 144 robot di động đa hướng, trong đó ω1 , ω2 , ω3 (rad/s) là Nếu coi vị trí đích (xd , yd , θd ) là (0, 0, 0) thì phương vận tốc góc của các bánhm x, ˙ y˙ (m/s) là vận tốc tuyến trình (3) trở thành: tính của robot theo trục X và Y, θ˙ (rad/s) là vận tốc góc       x˙e x˙ ω1 của robot, R là bán kính của bánh và L là khoảng cách  y˙e  = y˙  = M ω2  (5) từ tâm robot tới bánh. Phương trình động học thuận của θ˙e θ˙ ω3 Để điều khiển robot ổn định tiệm cận về vị trí đích, tương ứng với (xe , ye , θe ) tiệm cận về (0, 0, 0), thì hà ...