CONDUCEREA ÎN CASCADĂ A ROBOTULUI MOBIL POWERBOT

Abstract

Acest proiect de diplomă prezintă un model de conducere pentru un robot mobil WMR nonholonomic 2DW/2FW (cu două roți motoare cu tracțiune diferențială și două roți libere) în scopul urmăririi unei traiectorii de referință (Trajectory-tracking control). Modelul propus se bazează pe o structură de conducere în cascadă, utilizând modelul cinematic invers în buclă internă pentru reglarea traiectoriei și conducere bazată pe modelul dinamic al robotului în buclă externă pentru compensarea erorilor de viteză liniară și unghi-ulară. Acest al doilea tip de conducere utilizează o arhitectură de tip Sliding Mode Control (SMC). În urma cercetărilor anterioare, s-a constatat faptul că utilizarea exclusivă a modelului cinematic nu este suficientă pentru a reduce eroarea de urmărire a traiectoriei. Prin urmare, pentru urmărirea cât mai precisă a unei traiectorii de referință și minimizarea erorii de ur-mărire trebuie să se țină cont și de modelul dinamic al robotului. Avantajele arhitecturii de conducere de tip Sliding Mode includ stabilitatea la variațiile parametrilor si la perturbații, permițând robotului sa urmeze o traiectorie dorită cu o viteză impusă. Lucrarea este structurată în 5 capitole. Capitolul 1 prezintă specificațiile tehnice și componentele robotului mobil PowerBot. Capitolul 2 descrie modelarea robotului mobil WMR, pornind de la modelul matematic/geometric și implementând ecuațiile modelului ci-nematic și modelului dinamic, care vor fi utilizate pentru simulările ulterioare ale WMR fo-losind platformele de simulare Matlab și MobileSim. Capitolul 3 prezintă strategia de con-ducere in cascadă propusă în Fig. 3.1, conducere bazată pe Modelul Cinematic Invers al ro-botului și conducerea dinamică bazată pe Sliding Mode Control (SMC). Conținutul Capitolu-lui 4 este rezervat simulării conducerii robotului mobil PowerBot utilizând MobileSim și Matlab. În cele din urmă, Capitolul 5 prezintă și se analizează rezultatele colectate in urma experimentelor efectuate în Laboratorul de Robotică al Facultății de Automatică , Calcula-toare, Inginerie Electrică și Electronică din cadrul Universității „Dunărea de Jos” din Galați, folosind platforma mobilă PowerBot. Concluziile tratează, discută și analizează rezultatele simulării, observațiile finale și perspectivele viitoare ale conducerii în cascadă pentru roboții mobili ce urmăresc traiectorii de referință impuse. Programele sursă utilizate în implementare și simulare sunt atașate ca anexe la finalul lucrării.