Wieloczłonowy układ mechaniczny, na który nie działają zewnętrzne momenty sił spełnia zasadę zachowania momentu pędu. W efekcie, na jego ruch nałożone są więzy nieholonomiczne, a kinematyka układu w ogólnym wypadku zawiera składnik dryfu. W niniejszej pracy omówione zostało zastosowanie metody funkcji transwersalnych do stabilizacji orientacji dwuczłonowego robota z założonym dopuszczalnym tunelem błędu, którego jeden z członów jest sterowany, co umożliwia zmianę momentu bezwładności. Przedstawiono analizę właściwości kinematyki rozważanego układu i sposób jego opisu na grupie Liego poprzez zastosowanie rozszerzenia dynamicznego. Rozpatrzono dwie propozycje sterowników, których właściwości zilustrowano na podstawie wyników badań symulacyjnych.
EN
Angular momentum is conserved in a multibody mechanical system when there is no external torque. As a result nonholonomic contraints are imposed on such a system. In the general case its kinematics contains a drift term. In this paper, we consider a new application of a controller based on transverse functions in order to stabilize the orientation of a two-link robot with adjustable inertia of one link, such that the configuration errors are bounded to the assumed neighborhood of zero. The analysis of the considered system kinematics is presented and its description on a Lie group using a dynamic extension is discussed. Two versions of the controller are proposed and their properties are illustrated based on simulation results.
W pracy przedstawiono założenia i koncepcję rozwiązania zadania zatytułowanego „Sterowanie i nawigacja” (SiN) będącego częścią składową projektu RobREx oraz przedstawiono krótki opis budowy kołowej platformy mobilnej przeznaczonej dla celów badawczych. Platforma ta została zbudowana w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej. W artykule opisano niektóre aspekty implementacyjne algorytmu sterowania ruchem platformy wykorzystującym funkcje transwersalne.
EN
The paper presents the assumptions and concepts solve the task titled “Control and Navigation” which is part of the project RobREx and gives a brief description of the construction of a wheeled mobile platform intended for research purposes. This platform has been built in the Chair of Control and Systems Engineering University of Technology. The article describes some aspects of implementing an algorithm of motion control that uses transversal functions.
Praca ta jest poświęcona planowaniu ruchu układu nieholonomicznego na przykładzie kuli toczącej się. Przedstawiono sterownik oparty na pojęciu funkcji transwersalnych oraz wyniki symulacji otrzymane podczas realizacji zadania sterowania do punktu. Ponieważ uzyskane wyniki cechuje duża ilość nadmiarowych manewrów, wiec zaproponowano algorytm endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej w celu uzyskania trajektorii przeprowadzającej układ ze stanu początkowego do zadanego stanu końcowego. Następnie pierwotne zadanie sterowania do punktu zamieniono na śledzenie otrzymanej w ten sposób trajektorii. W wyniku takiego połączenia obu metod otrzymano sterowanie, które wymaga mniejszej ilości manewrów.
EN
This paper addresses the motion plannig problem for nonholonomic systems with example of the rolling sphere. Controller based on transverse function approach is introduced and simulations for the point stabilization are included. Becuase of the great number of maneuvers, open-loop controler based on endogenous configuration space approach is used to create a trajectory to move system from the initial state to the desirable reference state. In this way, the point stabilization task is changed into trajectory tracking. Simulations are showing that by combining these two methods the rolling sphere is able to reach reference point with lower number of maneuvers.
Praca prezentuje zastosowanie funkcji transwersalnych w prawie sterowania nieholonomicznym płaskim manipulatorem o trzech ogniwach. Trudność w sterowaniu badanym manipulatorem nieholonomicznym wynika z zastosowania w nim nieholonomicznych przekładni, które wprowadzają niecałkowalne ograniczenia. Zastosowanie takiego rozwiązania pozwala na sterowanie trzema zmiennymi konfiguracyjnymi za pomocą tylko dwóch napędów. Zostało zaprezentowane prawo sterowania wraz z wynikami badań symulacyjnych.
EN
The paper presents transverse function approach for control of a 3-link nonholonomic planar manipulator. The difficulty of control of this system comes from adaptation of nonholonomic ball gear in it, which implies nonintegrable motion constrains. The proposed solution allows to control a nonholonomic system with errors which can be made arbitrary small. Control law has been presented and illustrated by simulation results.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.