توضیحات
کنترل فازی یک ربات متحرك چرخدار برای دنبال کردن یک مسیر از پیش تعیین شده با سیمولینک متلب
در این پروژه به کنترل یک ربات متحرک با استفاده کنترلر فازی پرداخته میشود. دو مسیر دایرهای و مربعی برای آن در نظر گرفته شده و مقاومت آن در برابر یک سری عوامل بررسی میگردد.
تعریف مسئله
ربات متحرک چرخ دار از متداول ترین ربات هایی است که در مهندسی کنترل کاربردهای آزمایشگاهی و عملی فراوانی دارد.
معادلات دینامیکی حاکم بر این سیستم عبارتنداز
که در آن m جرم ربات, d فاصله مرکز ثقل ربات از محور واصل چرخ ها, R نصف فاصله دو چرخ, r شعاع هر یک از چرخ ها, [xc,yc] مختصات مرکز جرم ربات, q=[Xc,Yc,teta]^T و I ممان اینرسی بدنه ربات حول محور عمود بر سطح زمین و گذرنده از مرکز ثقل ربات می باشد, مقدار پارامترهای ربات در جدول 1 داده شده است.
معادلات سینماتیکی این ربات نیز عبارت اند از
که در آن v سرعت خطی و امگا سرعت زاویه ای ربات است.
هدف از اجرای این پروژه, کنترل ربات برای دنبال کردن مسیر از پیش تعیین شده ای می باشد, شکل2.
براي مسیر دلخواه از یک مسیر دایره اي، مثلاً
و یک مسیر مربعی دلخواه استفاده کنید. سرعتهاي خطی Vr و زاویه ای امگا آر دلخواه را به طور مناسب تعیین کنید.
موقعیت اولیه ربات را با فاصله از مسیر دلخواه قرار دهید.
از یکی از کنترل کننده هاي فازي استفاده کنید. عملکرد کنترل کننده را از جنبه های مختلف منجمله موارد ذیل بررسی کنید:
1- قوام کنترل کننده در مقابل:
آ) تغییر پارامترهاي سیستم، ب) نویز اندازه گیري، پ) اشباع در سیگنال کنترلی، ت) اغتشاش خارجی
2- حجم محاسباتی و امکان پیاده سازي بیدرنگ آنها
گزارش شبیه سازی با سیمولینک متلب
شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است.
دارای گزارش ورد 10 صفحه ای است.
شبیه سازی برای دو حالت مسیر دایره ای و مربعی در دو پوشه مجزا به همین نام ها تشکیل شده است.
در زیر نتایج شبیه سازی مربوط به هر کدام را مشاهده می کنیم.
مسیر دایره ای: شبیه سازی در 80 ثانیه برای ربع دایره انجام شده است. نتایج نشان دهنده این است که ربات به خوبی مسیر مرجع را تعقیب نموده است:
جهت حفظ حقوق مادی و معنوی اثر, روی عکس های محصول واترمارک زده ایم و داخل فایل های پروژه هیچگونه نامی از سایت متلبی نیست.
شکل 3. تعقیب مسیر دایره ای
همچنین ورودیهای کنترلی در ادامه نمایش داده شده است. ملاحظه میگردد که هر دو ورودی در محدوده مناسب قرار دارند:
شکل 4. ورودی کنترلی تعقیب مسیر دایره ای
حال نتایج مسیر مربعی را نشان میدهیم. ملاحظه میشود که نتایج مشابه حالت قبل به دست می آیند:
شکل 5. تعقیب مسیر مربعی
شکل 6. ورودی کنترلی تعقیب مسیر مربعی
حال به بررسی مقاومت کنترلر در برابر عوامل زیر میپردازیم:
1: تغییر پارامترهای سیستم
برای این منظور، جرم و ممان اینرسی ربات را دو برابر میکنیم. نتایج برای مسیر دایرهای نمایش داده شدهاند. ملاحظه میشود که نتایج همچنان بدون تغییر مانده اند:
شکل 7. نتیجه شبیه سازی با تغییرات پارامتر سیستم
2-نویز اندازه گیری
شکل 9. متغیرهای حالت با افزودن نویز
شکل 10. ورودی کنترلی با افزودن نویز
3: اشباع ورودی کنترلی
در نمودارها ملاحظه گردید که ورودیهای کنترلی در حدی نیستند که وارد محدوده اشباع شوند لذا نیازی به اشباع ورودیها نمیباشد.
4: اغتشاش خارجی
شکل 12. متغیرهای حالت با افزودن اغتشاش
شکل 13. متغیرهای حالت با افزودن اغتشاش
همچنین در مورد حجم محاسباتی این نکته ذکر میگردد که مدل ارائه شده قابلیت اجرایی شدن بر روی سیستم واقعی را دارد و حجم محاسبات آن نیز مطلوب است (حجم محاسباتی بالایی ندارد).
نتیجه گیری
در این پروژه به کنترل فازی یک ربات متحرک پرداخته شد. دو مسیر مرجع دایره و مربع ساخته شد و ربات به خوبی هر دو مسیر را تعقیب نمود. به علاوه کنترلر در مقابل تغییرات پارامتر سیستم، نویز، اشباع و اغتشاش خارجی مقاومت خوبی دارد. به علاوه این که حجم محاسبات نیز مطلوب است.
شاید علاقه مند باشید همین پروژه را در محیط ام فایل متلب داشته باشید:
شبیه سازی
کنترل فازی یک ربات متحرك چرخدار برای دنبال کردن یک مسیر از پیش تعیین شده با simulink متلب
طبق توضیحات فوق توسط کارشناسان سایت متلبی تهیه شده است و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
سفارش انجام پروژه مشابه
درصورتیکه این محصول دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد،.
با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.