كنترل هوشمند ربات متحرك چرخ دار برمبناي توابع لياپانوف براي پرهيز از موانع

كارشناسي ارشد

در اين پايان¬نامه، كنترل ربات متحرك چرخ¬دار ديفرانسيلي موردبررسي قرارگرفته¬ است. ابتدا مدل¬هاي ديناميكي و سينماتيكي ربات استخراج ¬شده¬اند. در اين پايان¬نامه فرض¬شده¬ است كه پارامترهاي مدل ديناميكي در دسترس نيستند. هدف اصلي در اين پايان¬نامه، كنترل ربات متحرك چرخ¬دار و رساندن آن به هدف در حضور موانع است. براي مسيريابي و پرهيز از موانع، سيستم فازي طراحي¬شده ¬است. سيستم فازي با دريافت اطلاعات كافي از محيط به¬وسيله حسگرها، سرعت¬هاي مطلوب براي چرخ¬هاي ربات را تعيين¬مي¬كند. براي دنبال¬كردن اين سرعت¬ها توسط ربات، از كنترل¬كننده ديناميكي برمبناي توابع لياپانوف استفاده¬شده¬ است. با استفاده از تابع لياپانوف مانع، علاوه بر تضمين همگراييِ خطاي رديابيِ سرعت¬ها به صفر، قيود فيزيكي مساله نيز رعايت¬شده ¬است. براي تخمين مدل ديناميكي نامعلوم ربات، از شبكه عصبي تطبيقي RBF بهره¬ برده¬شده¬ است. با استفاده از قضيه پايداري لياپانوف، همگرايي وزن¬هاي شبكه عصبي اثبات¬شده ¬است. براي پياده¬سازي روش كنترلي، ربات آزمايشگاهي متحرك دو چرخ ديفرانسيلي راه¬اندازي شد. براي توسعه سخت¬افزاري ربات، از برد رزبري¬پاي به¬عنوان پردازنده اصلي استفاده¬شد و براي توسعه نرم¬افزاري ربات، سيستم عامل ROS بر روي آن پياده¬سازي شد. براي ارزيابي عملكرد روش كنترلي، محيط¬هاي مختلف با حضور موانع متعدد درنظرگرفته شده¬ است. براي مقايسه و سنجش عملكرد كنترل¬كننده ديناميكي در روش پيشنهادي، دو كنترل¬كننده ديناميكي ديگر نيز در شرايط يكسان به ربات اعمال¬شد. همچنين عملكرد اين روش¬ها در حضور نويز و اغتشاش خارجي بررسي-شد. همچنين، عملكرد روش كنترلي در محيط با حضور موانع متحرك نيز بررسي¬شد. تمامي سيگنال¬هاي موجود در سيستم حلقه¬بسته محدود بوده و سيستم پايدار بوده¬است. نتايج آزمايش¬هاي عملي نشان از عملكرد مناسب و برتري كلي روش پيشنهادي نسبت به روش¬هاي ديگر دارد.

195424

دانشگاه علم و صنعت ايران

كنترل

دكتر محمد فرخي