طراحی کنترل کننده ربات پاندول معکوس دوچرخ با روش مد لغزشی

ربات پاندول معکوس دوچرخ از جمله رباتهای تعادلی میباشد، که دارای رفتاری غیرخطی بوده و به طور ذاتی ناپایدار است. این ربات دارای دوچرخ در طرفین،بدنه واسطهبوده که بدنه نیزشامل شاسی و پاندول میباشد. در این مقاله با استفاده از روش اویلر-لاگرانژ، معادلات دینامیک غیرخطی ربات با سه درجه آزادی نوشته شده،و با استفاده از یک روش سریع و دقیق سه کنترل کننده مد لغزشی به طور مجزا برای پایداری زاویه پاندول، ردیابی زاویه جهت گیری ربات (یاو)و جابجایی ربات مورد استفاده قرار میگیرد. برای شبیه سازی نیز از نرم افزار سیمولینک متلب استفاده شده است.برای این منظور، پارامترهای یک ربات پاندول معکوس دوچرخ آزمایشگاهی (موجود در آزمایشگاه رباتیک دانشگاه شهید رجایی)با اندازهگیری استخراج شده، و برای شبیه سازی مورد استفاده قرار میگیرد. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که با وجود عدم قطعیتها که ناشی از نامعلوم بودن پارامترهای دقیق سیستم بوده و همچنین اغتشاشات وارده، پایداری سیستم تضمین شده است. برای جلوگیری از بوجود آمدن پدیده چترینگ در سیستم، از تابع اشباع به جای تابع علامت استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که علاوه بر تعادل زاویه پاندول،جابجایی و زاویه جهتگیریحرکت ربات به خوبی ردیابی میشود. البته همواره باید توازنی بین نوسان سیگنال کنترلی و دقت ردیابی در نظر گرفته شود.

کلیدواژه ها:

ربات پاندول معکوس دوچرخ ، ربات تعادلی ، کنترل کننده مد لغزشی