کنترل مقاوم ربات تعادلی دو چرخ برای تعقیب مسیر با کنترل‌کننده‌های مود لغزشی و فازی مبتنی بر الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات

در این مقاله طراحی کنترل کننده برای ربات تعادلی دو چرخ به منظور حفظ تعادل و تعقیب مسیرهای مختلف بررسی می.شود کنترل ربات های تعادلی از مسائل چالش برانگیز علم کنترل است. ساختار فیزیکی ربات تعادلی دو چرخ شبیه آونگ معکوس است. این ربات کاربرد وسیعی در حوزه های حمل و نقل نظامی و تفریحی دارد. در اینجا معادلات دینامیکی ربات تعادلی دو چرخ به دو زیر سیستم مجزا یکی زیر تحریک و شامل متغیرهای حالت زاویه تعادل و سرعت خطی و دیگری شامل متغیر حالت سرعت زاویه ای تفکیک می گردد کنترل کننده مد لغزشی برای کنترل زیرسیستم اول و کنترل کننده فازی برای کنترل زیر سیستم دوم طراحی میگردد. کنترل کننده فازی مبتنی بر مدل دینامیکی سیستم نیست و در برابر نامعینی های سیستم عملکرد مقاومی دارد. پارامترهای کنترل کننده فازی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (pso) بهینه میشود.

fuzzy controller design based on particle swarm optimization algorithm for two-wheeled balance robot

controlling balance robots is one of the most challenging issues in control science. the two-wheeled balance robot with a physical structure similar to an inverted pendulum is widely used in the fields of transportation, military and recreation. this paper deals with the design of a controller for a two-wheeled balance robot with the aim of maintaining balance and tracking different paths. here, the dynamic equations of a two-wheeled equilibrium robot are divided into two distinct subsystems, one involving the equilibrium state variables and linear velocity, and the other involving the angular velocity mode variable. the slider mode controller is designed to control the first subsystem and the fuzzy controller is designed to control the second subsystem. the fuzzy controller is not based on the dynamic model of the system and has a good performance against system uncertainties. the particle swarm optimization (pso) algorithm is used to determine the optimal values ​​of the fuzzy controller parameters. the simulation results show a significant improvement in the performance of the pso-based fuzzy controller compared to the fuzzy controller in pursuing the speed of different angles in terms of mean squares and maximum size of the tracking error. the slider mode controller also performs well and reduces tracking time by maintaining an equilibrium angle and controlling the linear velocity.