Синтез системи керування рухом мобільного робота за заданою траєкторією. Частина 2. Керування диференціальним роботом

Abstract

Об'єкт роботи – процес керування рухом мобільного робота з диференціальним приводом. Предмет роботи – система керування рухом мобільного робота з диференціальним приводом. Мета роботи – синтез моделі системи керування рухом мобільного робота з диференціальним приводом. Проведено аналіз мобільних роботів як об’єктів керування, розглянуто особливості роботів з диференціальним приводом. Побудовано рівняння внутрішньої та зовнішньої кінематики, які описують зв’язок між швидкостями коліс, лінійною та кутовою швидкостями робота, а також його положенням і орієнтацією у глобальній системі координат. Розглянуто задачу оберненої кінематики, що необхідна для руху за заданою траєкторією. Для дослідження руху робота у пакеті Simulink побудовано його комп’ютерну модель. Як задану траєкторію використано синусоїдальну траєкторію за параметрами якої визначено бажані лінійну та кутову швидкості руху. Проведено лінеаризацію отриманих рівнянь. Синтезовано систему керування рухом мобільного робота, яка складається з випереджувального каналу та каналу зворотного зв’язку за помилками положення та орієнтації. Для компенсації відхилень від заданої траєкторії використано пропорційні регулятори. Шляхом моделювання у Simulink підтверджено ефективність синтезованої системи керування.