کنترل مقاوم ربات زیرآبی با جهت‌گیری پتانسیلی برای تعقیب مسیر در حضور موانع

در این مقاله، یک کنترل‌کننده جدید بر مبنای ترکیب کنترل‌کننده خطی‌ساز فیدبک مقاوم با دینامیک خطای انتگرالینمایی ارائه شده است، که با استفاده از توابع پتانسیل برای کنترل ردیابی ربات زیرآبی در محیط‌های پرمانع توسعه داده می شود. ربات‌های زیرآبی از جمله سیستم‌های غیرخطی، کم‌عملگر و دارای عدم قطعیت‌‌ها و نامعینی‌های دینامیکی به شمار می‌آیند که کنترل آن‌ها چالش برانگیز است. در این پژوهش با کراندار فرض کردن اغتشاشات خارجی و نامعینی‌ها از روش کنترلی مقاوم پیشنهادی استفاده گردیده است. در این راستا الگوریتم کنترلی خطی‌ساز فیدبک بر اساس دینامیک خطای غیرخطی تعریف شده، برای ربات زیرآبی توسعه داده شده است. همچنین، به‌منظور اجتناب از برخورد با موانع قوانین کنترلی به‌دست آمده با توابع پتانسیل مجازی تلفیق گردیده است. بدین منظور، با تعریف توابع پتانسیل مجازی، نیروی دافعه‌ای بین ربات و موانع در تقاطع با مسیر ایجاد و موجب حرکت ایمن ربات در محیط‌های غنی از موانع می‌گردد. در‌نهایت، عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی با نتایج حاصل از پیاده‌سازی قوانین کنترلی مود لغزشی کلاسیک مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان‌دهنده کارآیی کنترل‌کننده پیشنهادی با جهت‌گیری پتانسیلی در مسیرهای پرمانع می‌باشد که از عملکرد مطلوب‌تری نیز در صورت مواجه‌شدن با موانع برخوردار است.

Potentially Directed Robust Control of an Underwater Robot in the Presence of Obstacles

In this paper, a new controller is presented based on robust feedback linearization controller in combination with integralexponential error dynamics and potential functions for tracking control of an underwater robot in an obstaclerich environment. Underwater robots are considered as nonlinear, underactuated systems with indefinite, uncertain dynamics. In this research, by assuming a boundary for external disturbances and uncertainties a proposed robust control method has been put to use. Along with the robust feedback linearization algorithm which has been developed based on the dynamics of the nonlinear error defined for the underwater robot, and in order to avoid the obstacles, the control laws are combined with the virtual potential functions. The considered virtual potential functions make a repulsive force between the robot and the obstacles which intersect the desired path and then they bring about a safe move of the robot in obstaclerich environments. Finally, the performance of the proposed new control algorithm is compared with the results of the implementation of classical sliding mode control laws. The results show the effectiveness of potentially directed proposed controller through obstaclerich paths which operate far better facing obstacles.