д-р техн. наук, проф.
г. Таганрог
Dr. of Sc., Professor
Taganrog
аспирант
г. Таганрог
Taganrog
В настоящее время роботы различных типов все шире применяются для решения различных задач. Чаще всего это мобильные роботы, перемещающиеся по поверхности в процессе выполнения поставленных задач, в частности, четырехколесные роботы, подобные автомобилю, — автороботы. Как объекты управления роботы являются существенно нелинейными, что требует применения нелинейных методов синтеза систем управления. В то же время применение традиционных методов синтеза нелинейных систем управления затруднено сложным видом нелинейностей в уравнениях мобильных роботов, в том числе и автороботов. В данной работе задача синтеза решается с применением дискретно-непрерывной квазилинейной модели, которая создается на основе нелинейных дифференциальных уравнений авторобота в форме Коши. Из-за большой сложности нелинейностей уравнений авторобота соответствующая квазилинейная модель создается численным методом. Квазилинейная модель, полученная этим методом, является дискретно-непрерывной и управляемой, а ее переменные состояния доступны измерению. Дискретная система управления автороботом включает две практически независимые подсистемы управления: продольной скоростью и поворотами. Для управления скоростью применяется дискретный ПИ закон управления, а дискретная подсистема управления поворотами синтезируется методом желаемой динамики. Полученная система управления автороботом обеспечивает устойчивое движение по траектории, которая может быть задана как функция времени или как функция координат положения движущегося авторобота.Предложенный подход может применяться для синтеза систем управления нелинейными объектами различного назначения со сложными дифференцируемыми нелинейностями. Однако задача синтеза имеет решение, если соответствующая дискретно-непрерывная квазилинейная модель объекта является управляемой, а переменные состояния доступны измерению.
Currently, various types of robots are increasingly being used to solve different tasks. Most often, these are mobile robots that move on the earth’s surface performing the assigned tasks, in particular, they are four-wheeled robots similar to a car — autorobots. As control objects, the robots are essentially nonlinear, which requires the use of nonlinear methods for the control system design. At the same time, it is difficult to apply traditional methods for designing nonlinear control systems due to a complex type of nonlinearities in the equations of mobile robots and, in particular, autorobots. In this paper, the design problem is solved using a discrete-continuous quasilinear model, which is created on the basis of the nonlinear differential equations in the Cauchy form. Due to the great complexity of the nonlinearities of the autorobot equations, the corresponding quasilinear model is created by the numerical method. The quasilinear model obtained by this method is discrete-continuous and controllable, moreover, its state variables are measurable. The discrete autorobot control system includes two practically independent control subsystems: longitudinal speed and turns. A discrete PI control law is used to control the speed, and the discrete turn control subsystem is designed by the method of desired dynamics. The resulting autorobot control system provides a stable movement along the trajectory, which can be set as a function of time or as a function of the coordinates of the moving autorobot’s position.The suggested approach can be used to design control systems for nonlinear objects of various purposes with complex differentiated nonlinearities. However, the design problem has a solution if the corresponding discrete-continuous quasilinear model of the object is controllable, and the state variables are measurable.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.