طراحي و پياده سازي كنترل كننده مد لغزشي ترمينال براي دنبال يابي يك ربات سيار چرخ دار

Design and Implementation of Terminal Sliding Mode Controller for Tracking a Wheeled Mobile Robot

در اين مقاله دنبال يابي مسيرمرجع براساس كنترل مد لغزشي ترمينال براي يك ربات سيار چرخ دار پيشنهاد شده است و روش پيشنهادي روي يك ربات سيار به صورت عملي پياده سازي شده است. ربات محرك چرخ دار يك سيستم غيرهولونوميك غيرخطي كه داراي دو ورودي براي كنترل است و داراي سه متغير حالت و يك قيد غيرهولونوميك است. براي كنترل اين سيستم در اين مقاله ابتدا با تبديل معادلات سيستم غيرهولونوميك به فرم زنجيره اي، معادلات ربات سيار چرخ دار براي معادلات زنجيره اي تعميم يافته استخراج مي شود. سپس روش كنترل مد لغزشي ترمينال زمان محدود براي كنترل دنبال يابي مسير مرجع اين سيستم ارائه مي شود. پس از آن با استفاده از يك محيط شبيه سازي گرافيكي در نرم افزار متلب قابل اجرا است. روش پيشنهادي براي ربات سيار چرخ دار مورد استفاده در آزمايشگاه شبيه سازي مي شود. نتايج شبيه سازي در محيط گرافيكي كارآيي روش پيشنهادي را در مقايسه با روش كنترل مد لغزشي كلاسيك به خوبي نشان مي دهد. در پايان نتايج عملي پياده سازي كنترل كننده براي دنبال يابي مسير مرجع ارائه شده روي ربات سيار نشان داده شده است. نتايج حاصل از پياده سازي عملي به خوبي عملكرد مناسب روش پيشنهادي را نشان مي دهد.

In this paper, a trajectory tracking control of a nonholonomic wheeled mobile robot is proposed based on terminal sliding mode control, and the proposed method has been implemented on a wheeled mobile robot. A wheeled mobile robot is a nonlinear nonholonomic system, and it has three extended coordinates and a nonholonomic constraint. First, the equation of wheeled mobile robot for the extended chained form is derived by transformation of the nonholonomic system equation to the extended chained form. Then a finite time terminal sliding mode approach for trajectory tracking control of the wheeled mobile robot is presented. Afterward, with a graphical simulation environment which is applicable in the Matlab software, graphical simulations of wheeled mobile robot’s movement are done. The result of the graphical simulation in comparing with sliding mode control show the performance of the proposed method. Finally, the practical results of implementation of the controller for trajectory tracking of the wheeled mobile robot is shown, and the results show good tracking performance of the proposed method.