طراحی ردیاب lpv در ربات‌های سیار غیرهولونومیک در حضور خطای محرک و اشباع ورودی

در سال‌های اخیر، ربات‌های چرخ‌دار متحرک در بسیاری از زمینه‌ها مانند پزشکی، کشاورزی و نظامی، توانسته‌اند جایگاهی ویژه‌ پیدا کنند. این ربات‌ها به دلیل طراحی ساده و هزینۀ کم تولید، به عنوان ابزارهایی کارآمد و مقرون‌به‌صرفه برای انجام وظایف گوناگون در محیط‌های مختلف شناخته می‌شوند. در این مقاله، یک راهبرد کنترلی جدید برای ربات‌های سیار غیرهولونومیک مبتنی بر مدل‌های lpv طراحی می‌شود. هدف از طراحی کنترل‌کنندۀ پیشنهادی تضمین پایداری دینامیکی سیستم و همچنین افزایش تاب‌آوری آن در برابر خطاهای محرک و اشباع ورودی است که به‌ طور معمول در سناریوهای عملیاتی رخ می‌دهند. فرایند طراحی با استفاده از حل یک دسته نامساوی‌های ماتریسی خطی (lmi) برای تعیین پارامترهای بهینۀ کنترل‌کننده انجام می‌شود. علاوه بر این، برای مقابله با خطاهای محرک، از فیلتر کالمن توسعه‌یافته (ekf) برای برآورد دقیق وضعیت سیستم و شناسایی تغییرات پارامترهای آن استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد کنترل‌کنندۀ پیشنهادی قادر به ردیابی دقیق مسیر مرجع است و در عین حال، می‌تواند پایداری و دقت خود را حتی در شرایطی که با خطاهای محرک و اشباع سیگنال کنترلی مواجه است، حفظ کند.

design of an lpv tracker for nonholonomic mobile robots in the presence of actuator faults and input saturation

in recent years, wheeled mobile robots have found a prominent place in various fields such as medicine, agriculture, and military applications. due to their simple design and low production cost, these robots are recognized as efficient and cost effective tools for performing diverse tasks in different environments. this paper presents a novel control strategy for non holonomic mobile robots based on lpv models. the proposed controller aims to ensure the dynamic stability of the system while enhancing its resilience to actuator faults and input saturation, which are common in operational scenarios. the design process involves solving a set of linear matrix inequalities (lmis) to determine the optimal controller parameters. furthermore, to cope with actuator faults, an extended kalman filter (ekf) is utilized for accurate system state estimation and parameter variation identification. simulation results demonstrate that the proposed controller can precisely track the reference trajectory while maintaining its stability and accuracy even under actuator faults and control signal saturation.