Zastosowanie funkcji transwersalnych do sterowania robotem dwukołowym z przyczepami

• Autorzy: Pazderski D. , Waśkowicz D. K. , Kozłowski K.

Warianty tytułu

EN

Control of two wheeled robot with trailers using transverse function approach

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy ciągłej metody sterowania pojazdem wieloczłonowym złożonym z traktora o napędzie dwukołowym oraz trzech przyczep mocowanych osiowo. Sterownik wykorzystuje funkcje transwersalne i właściwości łańcuchowego systemu IV-rzędu o dwóch wejściach. Przedstawiono poszczególne etapy syntezy algorytmu. W celu poprawy jakości dynamicznej i statycznej układu zamkniętego wykorzystano metodę dynamicznego skalowania funkcji transwersalnych. Właściwości algorytmu zilustrowano wybranymi wynikami symulacji numerycznych.

EN

The paper is focused on the application of the smooth kinematic algorithm to control multibody vehicle which consists of unicycle-like tractor with three trailers. The controller takes advantage of the transverse functions and properties of the IV-order two input chained system. The derivation of the algorithm is presented in details. In order to improve performance of the controller in the real application some toning techniques are discussed. The properties of the closed-loop control system are examined based on results of numerical simulations taking into account point stabilization and trajectory tracking tasks.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; sterowanie robotem; algorytm sterowania; funkcja transwersalna; robot dwukołowy

EN

robotics; control of robot; control algorithm; transverse function; two-wheeled robot

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 182, t. 2
• Strony: 439--450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pazderski D.

• Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Waśkowicz D. K.

• Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Kozłowski K.

• Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] G. Artus, P. Morin, C, Samson. Tracking of an omnidirectional target with a unicycle-like robot: control design and experimental results. Research Report INRIA 4849, INRIA, 2003.
• [2] R. W. Brockett. Asymptotic stability and feedback stabilization. R. W. Brockett, R. S. Millman, H. J. Sussmann, redaktorzy, Differenttal Geometric Control Theory, strony 181-191. Birkhauser, Boston, 1983.
• [3] Henry Hermes. Nilpotent and high-order approximations of vector field systems. SIAM Rev., 33:238-264, May 1991.
• [4] J. P. Laumond, S. Sekhavat, F. Lamiraux. Guidelines in nonholonomic motion planning for mobile robots. Lecture Notes in Control and Information Sciences, Robot Motion Planning and Control, wolumen 229, strony 1-54. Springer-Verlag, Berlin, 1998.
• [5] D. A Lizarraga, P. Morin, C. Samson. Chained form approximation of a driftless system, application to the exponential stabilization of the general n-trailer system. International Journal of Control, 74(16):1612-1629, 2001.
• [6] P. Morin, C. Samson. A characterization of the lie algebra rank condition by transverse periodic functions. SIAM J, Control Optim., 40:1227-1249, April 2001
• [7] P. Morin, C. Samson. Practical stabilization of driftless systems on Lie groups: the transverse function approach. IEEE Transactions on Automatic Control, 48(9): 1496-1508, September 2003.
• [8] P. Morin, C. Samson. Transverse function control of a class of non-invariant driftless systems. application to vehicles with trailers. Proceedings of 47th IEEE Conference on Decision and Control, strony 4312-4319, 2008.
• [9] P. Morin, C. Samson. Control of nonholonomic mobile robots based on the transverse function approach. IEEE Transactions on Robotics, 25(5):1058 -1073, oct. 2009.
• [10] K. Kozłowski, D. Pazderski. Strojony oscylator w zadaniu sterowania integratorem nieholonomicznym z ograniczeniem sygnału wejściowego. K. Tchoń, redaktor, Postępy robotyki. Sterowanie, percepcja i komunikacja, strony 151-160. WKŁ, Warszawa, 2006.
• [11] D. Pazderski, K. Kozłowski. Trajectory tracking of underactuated skid-steering robot. Proceedings of the American Control Conference, strony 3506-3511, 2008.
• [12] O. J. Sørdalen. Conversion of the kinematics of a car with n trailers into a chained form. Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, wolumen 1, strony 382-387, may 1993.