استخراج معادلات حرکت یک ربات چرخ دار و کنترل آن با استفاده از استراتژی امپدانس چندگانه تعمیم یافته

استفاده از سیستم های خودکار جهت اکتشافات فضایی، می تواند به صورت چشمگیر هزینه های انجام ماموریت مورد نظر را کاهش دهد. یکی از ساختارهایی که قبلا در اکتشافات فضایی مورد استفاده قرار گرفته است، ربات های چرخ دار بوده است. ربات های چرخ دار دارای فضای کاری بسیار وسیعی هستند و همچنین می توانند با سرعت مناسب حرکت کنند. این سیستمها معمولا دارای مکانیزم های ساده بوده و از حیث مصرف انرژی مناسب هستند. در بسیاری از پژوهش های گذشته، پایه ی این نوع ربات های چرخ دار دارای شاسی صلب است؛ ولی چنانچه حرکت سیستم بر روی زمین های نسبتا ناصاف مد نظر باشد، بهتر است سیستم دارای تعلیق انعطاف پذیرباشد. به علاوه، در بسیاری از تحقیقات گذشته از مدل کردن نیروهای اصطکاک غیرخطی بین چرخ ها و زمین صرفنظر گردیده است. بر این اساس، در این مقاله، معادلات دینامیک حرکت یک ربات چرخ دار با در نظر گرفتن چرخ های بادی و مجهز به سیستم تعلیق انعطاف پذیر، استخراج می گردد. برای شبیه سازی اصطکاک و لغزش چرخ ها از مدل دوگاف استفاده شده است. با در نظر گرفتن گشتاور چرخ ها به عنوان ورودی ، به ارائه یک قانون تنظیم حرکت دولایه جدید می پردازیم. در این قانون امکان کنترل زاویه فراز پلتفرم با تنظیم نیروی اصطکاک چرخ ها فراهم می گردد. در لایه ی نخست کنترل گر، حرکت ربات چرخ دار با استفاده از استراتژی امپدانسی چندگانه ی اصلاح شده برآورده شده و در لایه ی دوم، که هدایت موضعی نامیده می شود، گشتاور اعمالی به چرخ ها و زوایای فرمان آن ها به شکلی تنظیم می شود که نیروها/گشتاورهای خروجی مطلوب لایه ی نخست محقق گردد. نتایج شبیه سازی، قابلیت های مطلوب الگوریتم جدید را برای ربات های چرخ دار نشان می دهد.