РІВНЯННЯ РУХУ ЧОТИРИКОЛІСНОГО МОБІЛЬНОГО РОБОТА З ІНДИВІДУАЛЬНИМ ПРИВОДОМ КОЛІС
Анотація
В роботі на основі векторно-матричного формалізму неглономної механіки з використанням рівнянь Лагранжа з невизначеними множниками отримані диференціальні рівняння для описання руху чотириколісного мобільного робота з індивідуальним приводом коліс з осями жорстко пов’язаними з несучою платформою. Показано, що управління зміною напрямку руху мобільного робота передбачає бортове поворотне керування.
Виконана перевірка коректності отриманих рівнянь на прикладах граничних випадків руху мобільного робота: прямолінійного рівноприскореного; прямолінійного рівномірного руху та руху по колу.
Отримані результати вказують на доцільність використання диференціальних рівнянь руху у випадку керування прискоренням чотириколісного мобільного робота.
Завантаження
| Переглядів анотації: 50 | Завантажень PDF: 21 |
Посилання
Oxocimskij D. E., Martynenko Yu. G. Novye zadachi dinamiki i upravleniya dvizheniem mobilnyx kolyosnyx robotov. Uspexi mexaniki. 2003. T. 2, № 1. S. 3-47.
Burdakov S.F., Miroshnik I.V., Stelmakov R.E. Sistemy upravleniya dvizheniem kolesnyx robotov. SPB: Nauka, 2001. 227 s.
Bloch, A. M., Reyhanoglu, M., McClamroch, N. H. (1992). Control and stabilization of nonholonomic dynamic systems, IEEE Transactions on Automatic Control, 37 (11), 1746-1757. https://doi.org/10.1109/9.173144.
Zenkov, D. V., Bloch, A. M., and Marsden, J. E. (1998). The Energy-Momentum Method for the Stability of Nonholonomic Systems, Dynamics and Stability of Systems, 13, 133-166. https://doi.org/10.1080/02681119808806257.
Budanov V. M., Devyanin E. A. O dvizhenii kolesnyx robotov. Prikladnaya matematika i mexanika. 2003. T. 67, vyp. 2. 244-255.
Oxocimskij D. E., Pavlovskij V. E. Problemy dinamiki i upravleniya mobilnyx kolesnyx robotov. Materialy nauchnoj shkoly-konferencii “Mobilnye roboty i mexatronnye sistemy”. M.: In-t mexaniki MGU, 2005. S. 31-52.
Trojnacki, M., Dąbek, P. (2019). Mechanical Properties of Modern Wheeled Mobile Robots, Journal of Automation, Mobile Robotics and Intelli-gent Systems, 13 (3), 3-13. https://doi.org/10.14313/JAMRIS/3-2019/21.
Vittenburg J. Dinamika sistem tverdyx tel. M.: Mir, 1980. 204 s.
Martinenko Yu. G. O matrichnoj forme uravnenij negolonomnoj mexaniki. Sbornik nauchno-metodicheskix statej po teoreticheskoj mexanike. Moskva: Izd-vo MDU, 2000. № 23. S. 9-21.
Martynenko Yu. G. Upravlenie dvizheniem mobilnyx kolyosnyx robotov. Fundamentalnaya i prikladnaya matematika. 2005. T. 11, № 8. S. 29-80.
Trojnacki, M. (2015). Dynamics Model of a Four-Wheeled Mobile Robot for Control Applicatsions – A Three-Case Study. In: Filev, D., et al. Intelligent Systems2014. Advances in Intelligent Systems and Computing, 323, 99-116. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11310-4_10.
Trojnacki, M. (2024). Model-Based Analysis of the Accuracy of Tracking Control and Energy Ef¬ciency of a Six-Wheeled Skid-Steered Robot, Applied Sciences, 14 (6), 2335. https://doi.org/10.3390/app14062335.
Khan, R., Malik, F. M., Raza, A., and Mazhar, N. (2021). Comprehensive study of skid-steer wheeled mobile robots: development and challenges, Industrial Robot, 48 (1), 142-156. https://doi.org/10.1108/IR-04-2020-0082.
Wang, T., Wu, Y., Liang, J., Han, C., Chen, J. and Zhao, Q. (2015). Analysis and experimental kinematics of a skid-steering wheeled robot based on a laser scanner sensor, Sensors 2015, 15(5), 9681-9702. https://doi.org/10.3390/s150509681.
Rabiee, S. and Biswas, J. (2019). A Friction-based kinematic model for skid-steer wheeled mobile robots, IEEE 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 8563-8569. https://doi.org/10.1109/ICRA.2019.8794216.
Orman, K., Basci, A., Derdiyok, A. (2016). Speed and Direction Angle Control of Four Wheel Drive Skid-Steered Mobile Robot by Using Fractional Order PI Controller, Elektronika ir Elektrotechnika, 22 (5), 14-19. http://dx.doi.org/10.5755/j01.eie.22.5.16337.
Seegmiller, N., Kelly, A. (2015). Modular Dynamic Simulation of Wheeled Mobile Robots. In: Mejias, L., Corke, P., Roberts, J. (eds) Field and Service Robotics. Springer Tracts in Advanced Robotics, 105, 75-89. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-07488-7_6.
Liao, J., Chen, Z. and Yao, B. (2017). Performance-Oriented Coordinated Adaptive Robust Control for Four-wheel Independently Driven Skid Steer Mobile Robot, IEEE Access, 5, 19048-19057. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2754647.
Alghanim, M. N., Valavanis, K. P. and Rutherford, M. J. (2019). Modeling, Control, And Wheel-Terrain Interaction Dynamics of the UGV Argo J5, 2019 18th European Control Conference (ECC), IEEE, 1116-1123. https://doi.org/10.23919/ECC.2019.8796270.
Mokhiamar, O., Amine, S. (2017). Lateral Motion Control of Skid Steering Vehicles Using The Full Drive-by-wire System, Alexandria Engineering Journal, 56 (4), 383-394. https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.03.024.
Tang S, Yuan S, Li X, Zhou J. (2020). Dynamic modeling and experimental validation of skid-steered wheeled vehicles with low-pressure pneumatic tires on soft terrain. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 234 (2-3), 840-856. https://doi.org/10.1177/0954407019847302.
