کنترل پیش بین سینماتیک و کنترل تطبیقی ربات متحرک دو چرخ

در این مقاله از رویکرد کنترل پیش بین برای کنترل موقعیت و جهتگیری ربات متحرک استفاده شده است. کنترل مدل پیش بین بابرخورداری از معادلات پیش بین و تعیین قانون کنترل بهینه با حداقل نمودن تابع هزینه کنترلی و همچنین، امکان در نظر گرفتن قیود مربوط به سیگنال های کنترلی، گزینه مناسبی برای جبران سازی موقعیت و جهت گیری ربات متحرک می باشد. به منظور طراحی کنترل کننده، سه الگوریتم در نظر گرفته می شود. در ابتدا، با در اختیار داشتن معادلات غیرخطی سینماتیکی ربات متحرک، فرمول بندی معادلات پیش بین، موقعیت و جهت گیری ربات انجام می شود و سپس با تعریف مناسب تابع هزینه و بهینه سازی آن در حالت نامقید یا مقید، ابتدا نرخ تغییرات سیگنال های کنترلی و سپس، سرعت های خطی و زاویه ای تعیین می شوند. در الگوریتم دوم، با در نظر گرفتن مدل فضای حالت خطی ربات که از معادلات ژاکوبین آن استخراج و فرمول بندی معادلات پیشبین خروجی ارایه می شود. الگوریتم سوم، با استفاده از دینامیک خطی متغیر با زمان که در واقع به فرم فضای حالت خطی زمان گسسته با ماتریس های حالت و ورودی متغیر با زمان میباشد، طراحی کنترل پیش بین صورت می گیرد و عملکرد آنها از دیدگاه سرعت همگرایی، خطای ردیابی، تغییرات و دامنه سیگنال های کنترلی مورد بررسی قرار می گیرد.