طراحي مسير بهينه و بالانسينگ تكراري براي روبات متحرك در حركات سريع

Optimal Trajectory Planning and Repetitive Balancing for Mobile Robots in High-Speed Motions

زماني‌كه حركت سريع يك روبات متحرك مورد نياز باشد، مسائلي متعددي از ‌جمله پايداري و تعادل ديناميكي روبات مطرح مي‌گردد. در نظر گرفتن سيگنال‌هاي كنترلي پايدار، باعث هزينه مصرفي بسيار زيادي با توجه به معادلات غيرخطي مي‌شوند. بنابراين با ارائه مفهوم بالانسينگ روبات متحرك، مي‌توان هزينه مصرفي بهينه رابراي حركت روبات بطور قابل ملاحظه‌اي كاهش داد. در اين مقاله روشي براي اعمال پايداري روبات، با استفاده از تكنيك نقطه ثابت، براي بدست‌آوردن مقادير مناسب براي پايداري روبات در طراحي مسير بهينه ارائه مي‌گردد. روش ارائه شده روش جديدي است كه با نام بالانسينگ تكراري روبات متحرك شناخته مي‌شود و هزينه مصرفي بسيار كمتري نسبت به حركت مقيد روبات خواهد داشت. با اضافه‌كردن مكانيزم جرم-لغزنده به ساختار روبات، قابليت اعمال بالانسينگ تكراري به ازاي هر شرط مرزي امكان-پذير مي‌شود. اين موضوع با شبيه‌سازي و طراحي حركت با استفاده از كنترل بهينه نشان داده شده است.

Dynamical stability of mobile robots becomes important and it should be discussed when there is a need of high speed motions. This problem can be solved by appropriate design of control signal with stability constraints. But, actually this is, in many cases, impossible or at least unbearable. In this paper, we have noticed balancing approach for this problem to significant reduction of control effort. Based on fixed-point approach the values of counterweights are computed and finally this iterative method drives the mobile robot through a stable trajectory. This novel method is called iterative balancing of mobile robots and final stable trajectory has very low pay-off in compare of unbalanced constrained one. The results are investigated by simulating of open loop control of mobile robot.