Holonomik olmayan diferansiyel sürüşlü bir mobil robotun uyarlamalı kontrolü

Abstract

Bu çalışmada, holonomik olmayan diferansiyel sürüşlü bir mobil robotun uyarlamalı kontrol ile yörünge takip problemi ele alınmıştır. Mobil robotun matematiksel modeli kinematik ve dinamik olarak elde edilmiştir. Kinematik geri adımlamalı kontrolcü tasarımı ile yörünge takibi için robotun gerekli hızları Lyapunov kararlılık teorisi baz alınarak elde edilmiştir. Dinamik denklem içerisinde, bilinmeyen veya tahmin edilmesi istenen parametreler ayrıştırılarak uyarlamalı dinamik kontrolcü tasarımı Lyapunov kararlılık teorisini sağlayacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Çift aktüatöre sahip mobil robotun yörünge takibi problemi için bilgisayar simülasyon modeli kurulmuş ve çalışmaya konu olan geri adımlamalı kinematik ve uyarlamalı dinamik kontrolör cevapları sunulmuştur. Ayrıca Matlab/Simscape/Simmechanics ortamında şematik olarak tasarlanan mobil robotun katı modeli için simulasyonlar tekrar edilmiştir. Elde edilen simulasyon sonuçları karşılaştırılmış ve simulasyonların doğrulukları tartışılmıştır.

In this study, the trajectory tracking problem with adaptive control of a non-holonomic differential drive mobile robot is discussed. The mathematical model of the mobile robot is obtained kinematically and dynamically. With the kinematic backstepping controller design, the required speeds of the mobile robot for trajectory tracking were obtained based on the Lyapunov stability theory. In the dynamic equation of the mobile robot, the unknown parameters are determined, and the adaptive dynamical controller design has been implemented in a way to provide the Lyapunov stability theory. A computer simulation model was established for the trajectory tracking problem of a mobile robot, and the response of the backstepping kinematic and adaptive dynamic controllers are presented. In addition, simulations were repeated for the solid model of the mobile robot, which was schematically designed in the Matlab/Simscape/Simmechanics environment. The obtained simulation results were compared, and the accuracy of the simulations was discussed.