ردیابی مسیر زمانی ربات چرخ دار با استفاده از روش های غیرخطی پسگام و مد لغزشی

ربات پایه متحرک چرخ دار با رانش تفاضلی، متشکل از دو چرخ فعال مستقل و یک چرخ کروی غیرفعال است. این ربات با فرض غلتش خالص چرخ ها و عدم لغزش، سامانه ی غیرخطی و مقید به قیود غیرهولونومیک است. همچنین این سامانه در دسته سامانه های با کمبود عملگر قرار می گیرد. تعقیب مسیر های حرکت زمانی، یکی از دشوارترین مسایل در حوزه ربات های چرخ دار است که در این مقاله به آن می پردازیم. در این راستا، ابتدا مدل سینماتیکی سامانه بیان می شود که در آن سرعت خطی و سرعت زاویه ای ربات، ورودی های سامانه در نظر گرفته می شوند. پس از تعیین مسیر مرجعی قابل حصول، برای اولین بار کنترل کننده پسگامی در دو مرحله طراحی شده است که پایداری تمام متغیرهای حالت سامانه را به صورت سراسری تضمین می کند. پس از آن کنترل کننده مد لغزشی برای حل مسئله تعقیب مسیرهای حرکت زمانی بر مبنای کنترل ورودی-خروجی طراحی شده است. پایداری این کنترل کننده نیز به صورت سراسری اثبات می شود. سپس به منظور ارزیابی و اعتبارسنجی کنترل کننده های پیشنهادی، مقایسه ای با کنترل کننده خطی سازی پسخور، که روشی قدرتمند است، صورت گرفته است. در پایان صحت و قوام کنترل کننده های طراحی شده نسبت به اغتشاش با شبیه سازی در نرم افزار متلب تصدیق می شود.