Нефедов Григорий Андреевич

С. 16–26

Для модели мобильного робота с автомобильной компоновкой колес рассматривается задача стабилизации движения по заданной траектории. Наблюдается полный вектор состояний. Фильтрация входных данных осуществляется с помощью расширенного фильтра Калмана. Реализация большинства алгоритмов стабилизации может быть проблематичной для технических систем, обладающих слабой вычислительной мощностью и малой пропускной способностью входного информационного канала, какой, например, является мобильная платформа LEGO Mindstorms. Для управления реальным мобильным роботом LEGO Mindstorms с автомобильной компоновкой колес использован ПИД-регулятор, как наиболее простое управление в реализации.  Представлена схема алгоритма управления в системе Simulink. Приведены результаты экспериментов с использованием фильтра Калмана и без него.

Для модели двухколесного робота с дифференциальным приводом рассматривается задача стабилизации движения вдоль заданного пути. Колесные роботы относятся к классу неголономных систем, которые, как известно, не могут быть стабилизированы в окрестности положения равновесия непрерывно дифференцируемой стационарной обратной связью по состоянию. Однако задача стабилизации движения вдоль заданной кривой формулируется лишь по части переменных, так что использование стационарной обратной связи оказывается возможным. Исследуется приводимость модели робота к квазиканоническому виду, определяются все возможные функции, позволяющие его получить. По расстоянию до целевой кривой строится нормальная форма системы, исследуется ее нулевая динамика. На основе этого вида с помощью линеаризации обратной связью решается задача стабилизации движения вдоль заданного пути. Приводятся результаты компьютерного моделирования системы с полученным управлением для частных случаев вида предписанной кривой: окружности и прямой.