Sterownik VFO-ADR z redukcją dryfu poprzecznego dla niedosterowanych pojazdów w zadaniu odtwarzania ścieżki w przestrzeni 3D

• Autorzy: Łakomy K. , Michałek M. M.

Warianty tytułu

EN

VFO-ADR path-following controller with transversal-drift compensation for underactuated vehicles moving in a 3D space

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano zmodyfikowaną wersję kaskadowego sterownika VFO-ADR (ang. Vector-Field-Orientation - Active-Disturbance-Rejection) przystosowaną do kompensacji dryfu poprzecznego ujawniającego się podczas realizacji ruchu przez niedosterowany pojazd w zadaniu autonomicznego odtwarzania ścieżek przestrzennych. Modyfikacja polega na dynamicznym odkształcaniu, charakterystycznego dla metody VFO, wektorowego pola zbieżności w taki sposób, aby korygować wypadkowy wektor prędkości postępowej bryły robota i tym samym poprawiać dokładność odtwarzania ścieżki. Struktura sterownika wymaga jedynie sprzężenia od wyjścia, realizowanego na podstawie pomiaru pozycji i orientacji bryły pojazdu. Skuteczność proponowanej metody zilustrowano wynikami symulacji numerycznych uzyskanych dla modelu sterowca.

EN

In the paper, a modified version of the VFO-ADR (Vector-Field-Orientation – Active-Disturbance-Rejection) cascaded controller has been presented for the spatial maneuvering with underactuated vehicles. The controller is adapted to compensate the effects of a transversal drift occurring during autonomous motion execution in the path following task. Modification of the control law relies upon a dynamical deformation of the convergence vector field (characteristic of the VFO method) in the way which corrects a resultant instantaneous direction of a longitudinal velocity vector of a vehicle body and, as a consequence, improves a positional accuracy of motion. The control law has an output-feedback structure demanding only the positional and attitude measurements. Control performance has been illustrated with numerical simulations for a model of an airship.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; algorytm sterowania; sterownik; przestrzeń 3D

EN

robotics; control algorithm; driver; 3D space

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 196
• Strony: 199--208
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Łakomy K.

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

autor

Michałek M. M.

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] W. Adamski. A sliding mode control with an adaptation of orientation of an underactuated airship. RoMoCo 2013, pages 240-245, 2013, Wąsowo, Polska.
• [2] C.P. Bechlioulis et al. Trajectory tracking with prescribed performance for underactuated underwater vehicles under model uncertainties and external disturbances. IEEE Trans. Cont. Syst. Technol., 25(2):429-440, 2017.
• [3] T.I. Fossen. Guidance and control of ocean vehicles. John Wiley & Sons, Chichcester, 1999.
• [4] K. Łakomy, M.M. Michałek. The VFO path-following kinematic controller for robotic vehicles moving in a 3D space. RoMoCo 2017, pages 263-268, 2017, Wąsowo, Polska.
• [5] M.M. Michałek et al. Vector-Field-Orientation tracking control for a mobile vehicle disturbed by the skid-slip phenomena. JINT, 3-4(59):341:365, 2010.
• [6] W. Xue et al. Add-on module of Active Disturbance Rejection for set-point tracking of motion control systems. IEEE Trans. Ind. Appl., 53(4):4028-4040, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).