Abstract

In recent years the problem of a mobile wheeled robot control has received great attention and lots of solutions have been found. The dynamical model of a mobile wheeled robot includes the mass-inertial parameters, which are customary, as a rule, unknown and time varying. It is difficult to select an exact dynamical model of a wheeled mobile robot for the design of a model-based control. In order to handle such unknown parameters many control strategies were proposed, including sliding-model control and adaptive control. The problem of dynamics of the controlled motion of the mobile robots with omni-directional wheels is of interest to many researches. Such mobile robots are characterized by a full omni-directionality with simultaneous and independently rotational and translation motion capabilities. Therefore, such types of the wheeled robots can implement complicated tasks in a narrow space. An independent control of the rotation of each omni-wheel leads to the inevitable slipping in motion along the motion surface. Therefore, considering slipping between the wheels and the motion surface, a dynamic model of an omnidirectional wheeled mobile robot is of great interest to many researches. The sliding friction occurs both in the direction along the surface of the wheel and transversely to it. It is important to design a motion control, which has no hard performance and allows us to take into account the sliding friction and the inaccuracy of the dynamical model. The aim of this paper is to solve the problem of a non-stationary trajectory tracking control of a mobile robot with four omni-wheels and inaccurately known inertia matrix, taking into account the wheel slip. On the basis of Lyapunov vector functions the discontinuous and continuous control laws were obtained. The results of the numerical simulation are presented.

Highlights

  • Особенности динамики pобота с омни-колесамиPассìотpиì ìоäеëü pобота с ÷етыpüìя оìни-коëесаìи, äвижущеãося по ãоpизонтаëüной повеpхности поä äействиеì ìоìентов, pазвиваеìых ÷етыpüìя эëектpоäвиãатеëяìи постоянноãо тока, установëенныìи в осях коëес (pис. 1)

  • Pешена задача стабилизации нестационаpного пpогpаммного движения мобильного pобота с четыpьмя pоликонесущими колесами и с неточно известной матpицей инеpции пpи учете пpоскальзывания колес

  • The problem of dynamics of the controlled motion of the mobile robots with omni-directional wheels is of interest to many researches

Read more

Summary

Особенности динамики pобота с омни-колесами

Pассìотpиì ìоäеëü pобота с ÷етыpüìя оìни-коëесаìи, äвижущеãося по ãоpизонтаëüной повеpхности поä äействиеì ìоìентов, pазвиваеìых ÷етыpüìя эëектpоäвиãатеëяìи постоянноãо тока, установëенныìи в осях коëес (pис. 1). Pассìотpиì ìоäеëü pобота с ÷етыpüìя оìни-коëесаìи, äвижущеãося по ãоpизонтаëüной повеpхности поä äействиеì ìоìентов, pазвиваеìых ÷етыpüìя эëектpоäвиãатеëяìи постоянноãо тока, установëенныìи в осях коëес Как отìе÷ено в pаботе [9], независиìое упpавëение вpащениеì кажäоãо из ÷етыpех коëес пpивоäит к тоìу, ÷то неизбежно возникает тpение скоëüжения вäоëü повеpхности äвижения коëес, котоpое необхоäиìо у÷итыватü пpи постpоении äинаìи÷еской ìоäеëи pобота. Пpи äвижении оìни-коëеса тpение скоëüжения возникает как в напpавëении вäоëü повеpхности коëеса, так и пеpпенäикуëяpно еìу, за с÷ет пpоскаëüзывания pоëиков. M0 — ìасса pобота; Iz — ìоìент инеpöии pобота относитеëüно веpтикаëüной оси, пpохоäящей ÷еpез öентp ìасс; R — pаäиус коëес; L — pасстояние от öентpа ìасс pобота äо öентpа коëеса; n — пеpеäато÷ное ÷исëо; J0 — суììаpный ìоìент инеpöии äвиãатеëя, коpобки пеpеäа÷ и коëеса относитеëüно оси pотоpа эëектpоäвиãатеëя; Ra — сопpотивëение в öепи эëектpоäвиãатеëя; k2 — постоянная ìоìента äвиãатеëя; k3 — постоянная эëектpоäвижущей сиëы; μT — коэффиöиент тpения скоëüжения, возникаþщеãо в напpавëении пëоскости коëеса; μF — коэффиöиент тpения скоëüжения, возникаþщеãо в напpавëении, пеpпенäикуëяpноì пëоскости коëеса, за с÷ет вpащения pоëиков.

Метод сpавнения с вектоp-функцией Ляпунова
Синтез алгоpитмов стабилизации с помощью pелейных законов упpавления
Синтез алгоpитмов упpавления с помощью непpеpывных законов
Численная апpобация метода
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call