طراحی و پیاده‌سازی کنترل‌کننده مد لغزشی ترمینال برای دنبال‌یابی یک ربات سیار چرخ‌دار

در این مقاله دنبال یابی مسیرمرجع براساس کنترل مد لغزشی ترمینال برای یک ربات سیار چرخ دار پیشنهاد شده است و روش پیشنهادی روی یک ربات سیار به صورت عملی پیاده سازی شده است. ربات محرک چرخ دار یک سیستم غیرهولونومیک غیرخطی که دارای دو ورودی برای کنترل است و دارای سه متغیر حالت و یک قید غیرهولونومیک است. برای کنترل این سیستم در این مقاله ابتدا با تبدیل معادلات سیستم غیرهولونومیک به فرم زنجیره ای، معادلات ربات سیار چرخ دار برای معادلات زنجیره ای تعمیم یافته استخراج می شود. سپس روش کنترل مد لغزشی ترمینال زمان محدود برای کنترل دنبال یابی مسیر مرجع این سیستم ارائه می شود. پس از آن با استفاده از یک محیط شبیه سازی گرافیکی در نرم افزار متلب قابل اجرا است. روش پیشنهادی برای ربات سیار چرخ دار مورد استفاده در آزمایشگاه شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی در محیط گرافیکی کارآیی روش پیشنهادی را در مقایسه با روش کنترل مد لغزشی کلاسیک به خوبی نشان می دهد. در پایان نتایج عملی پیاده سازی کنترل کننده برای دنبال یابی مسیر مرجع ارائه شده روی ربات سیار نشان داده شده است. نتایج حاصل از پیاده سازی عملی به خوبی عملکرد مناسب روش پیشنهادی را نشان می دهد.

Design and Implementation of Terminal Sliding Mode Controller for Tracking a Wheeled Mobile Robot

In this paper, a trajectory tracking control of a nonholonomic wheeled mobile robot is proposed based on terminal sliding mode control, and the proposed method has been implemented on a wheeled mobile robot. A wheeled mobile robot is a nonlinear nonholonomic system, and it has three extended coordinates and a nonholonomic constraint. First, the equation of wheeled mobile robot for the extended chained form is derived by transformation of the nonholonomic system equation to the extended chained form. Then a finite time terminal sliding mode approach for trajectory tracking control of the wheeled mobile robot is presented. Afterward, with a graphical simulation environment which is applicable in the Matlab software, graphical simulations of wheeled mobile robot rsquo;s movement are done. The result of the graphical simulation in comparing with sliding mode control show the performance of the proposed method. Finally, the practical results of implementation of the controller for trajectory tracking of the wheeled mobile robot is shown, and the results show good tracking performance of the proposed method.