چكيده فارسي :
استفاده از سيستم‌هاي خودكار جهت اكتشافات فضايي، مي‌تواند به صورت چشمگير هزينه‌هاي انجام ماموريت مورد نظر را كاهش دهد. يكي از ساختارهايي كه قبلاً در اكتشافات فضايي مورد استفاده قرار گرفته است، ربات‌هاي چرخ‌دار بوده است. ربات‌هاي چرخ‌دار داراي فضاي كاري بسيار وسيعي هستند و همچنين مي‌توانند با سرعت مناسب حركت كنند. اين سيستمها معمولاً داراي مكانيزم‌هاي ساده بوده و از حيث مصرف انرژي مناسب هستند. در بسياري از پژوهش‌هاي گذشته، پايه‌ي اين نوع ربات‌هاي چرخ‌دار داراي شاسي صلب است؛ ولي چنانچه حركت سيستم بر روي زمين‌هاي نسبتاً ناصاف مد نظر باشد، بهتر است سيستم داراي تعليق انعطاف‌پذير باشد. به علاوه، در بسياري از تحقيقات گذشته از مدل كردن نيروهاي اصطكاك غيرخطي بين چرخ‌ها و زمين صرفنظر گرديده است. بر اين اساس، در اين مقاله، معادلات ديناميك حركت يك ربات چرخ‌دار با در نظر گرفتن چرخ‌هاي بادي و مجهز به سيستم تعليق انعطاف‌پذير، استخراج مي‌گردد. براي شبيه‌سازي اصطكاك و لغزش چرخ‌ها از مدل دوگاف استفاده شده است. با در نظر گرفتن گشتاور چرخ‌ها به‌عنوان ورودي، به ارائه يك قانون تنظيم حركت دولايه جديد مي‌پردازيم. در اين قانون امكان كنترل زاويه فراز پلتفرم با تنظيم نيروي اصطكاك چرخ‌ها فراهم مي‌گردد. در لايه‌ي نخست كنترل‌گر، حركت ربات چرخ‌دار با استفاده از استراتژي امپدانسي چندگانه‌ي اصلاح‌شده برآورده شده و در لايه‌ي دوم، كه هدايت موضعي ناميده مي‌شود، گشتاور اعمالي به چرخ‌ها و زواياي فرمان آن‌ها به شكلي تنظيم مي‌شود كه نيروها/گشتاورهاي خروجي مطلوب لايه‌ي نخست محقق گردد. نتايج شبيه‌سازي، قابليت‌هاي مطلوب الگوريتم جديد را براي ربات‌هاي چرخ‌دار نشان مي‌دهد.
چكيده لاتين :
The use of automatic systems for space exploration can dramatically decrease the cost of desired mission. One of the structures that has previously been utilized for space exploration is the wheeled rovers. Wheeled rovers have wide work space and can move with a proper velocity. Their mechanisms are simple and are energy efficient. In most of the previous studies, it has been assumed that the wheeled robot chassis is rigid. However, if the wheeled robot motion on relatively rough terrain is required, then it should be equipped with flexible suspension. Also, in most of the earlier studies, the nonlinear friction between the wheels and the ground has not been modeled. Consequently, in this paper, the dynamics equations of a wheeled robotic system with flexible suspension are derived. To model the friction and wheels slip, the Dugoff friction model is utilized. Considering the wheels torque as inputs, a novel two-layer driver is proposed. Adopting the suggested algorithm, the control of pitch angle is possible. In the first layer, the motion of the system is adjusted using modified multiple impedance approach. Also, in the second layer, which is called local controller, the actuating torque of wheels is adjusted so that output forces/torques of the first layer can be realized. The obtained simulation results support the merits of the proposed new motion strategy control.
