طراحی کنترل کننده مد لغزشی برای ربات تعادلی دو چرخ

امروزه کنترل سیستم های مکانیکی نقصان تحریک یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال های جذاب این دسته سیستم ها، ربات تعادلی دو چرخ می باشد که از دو چرخ در موازات هم و یک آونگ معکوس تشکیل شده است. در این پژوهش طراحی کنترل کننده به منظور حرکت بر روی سطح صاف مورد بررسی قرار گرفته است. برای طراحی کنترل کننده، ابتدا معادله دینامیکی سیستم از روش کین استخراج شد. سپس برای ربات تعادلی دو چرخ یک کنترل کننده مد لغزشی برای زاویه چرخش ربات، و با استفاده از سطح لغزشی پیشنهادی یک کنترل کننده مد لغزشی برای کنترل توام موقعیت و زاویه حفظ تعادل طراحی گردید. ویژگی کنترل کننده های پیشنهادی این است که همگی بر اساس دینامیک غیرخطی سیستم طراحی شده اند. همچنین با در نظر گرفتن حدود عدم قطعیت سیستم به هنگام طراحی، کنترل کننده ها نسبت به عدم قطعیت های موجود در مسئله مقاوم شده اند. مشکل متداول کنترل کننده های مد لغزشی پدیده چترینگ می باشد که با استفاده از تابع اشباع به جای تابع علامت تا حد زیادی کاهش یافته است. در نهایت مقایسه نتایج شبیه سازی کنترل کننده طراحی شده با پاسخ یک کنترل کننده رگولاتور درجه دوم، کارایی کنترل کننده پیشنهادی را تایید می نماید.

کلیدواژه ها:

تابع اشباع ، ربات تعادلی دو چرخ ، روش کین ، سیستم نقصان تحریک ، کنترل مد لغزشی ، رگولاتور درجه دو