Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Моделирование системы управления гусеничным мобильным роботом с учетом кинематических и динамических параметров = Modeling of Control System for Tracked Mobile Robot Taking Into Account Kinematic and Dynamic Parameters / С. А. Павлюковец [и др.]. – DOI 10.21122/2227-1031-2024-23-1-5-14 // Наука и техника. – 2024. – Т. 23, № 1. – С. 5-14. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/140896. – На рус. яз.

В работе рассмотрена задача построения системы управления движением автономных мобильных гусеничных роботов в неформализованной внешней среде. На основе предложенной математической модели системы управления гусеничным мобильным роботом, учитывающей кинематические и динамические параметры, проведено имитационное моделирование гусеничного мобильного робота в средах динамического моделирования технических систем MATLAB Simulink и SimInTech, что позволило с определенной точностью управлять координатами гусеничного мобильного робота по заранее заданной траектории. Для повышения устойчивости системы управления движением мобильного робота в нее был внедрен ПИД-регулятор тока якоря и электромагнитного момента. В ходе имитационного исследования получены графические зависимости от времени: напряжения питания; угла поворота корпуса робота; скорости гусениц; тока якоря двигателей; электромагнитного момента двигателей; тока якоря двигателей с ПИД-регулятором; пройденного гусеницами пути; электромагнитного момента двигателей с ПИД-регулятором, а также проводилось задание центра масс робота при задании траектории радиусом 10 м в течение 6,2 с. В программном пакете MATLAB Simulink построены модели: общая имитационная, имитационная кинематическая и имитационная динамическая гусеничного мобильного робота, имитационная подсистема блока управления электроприводами. В программной среде SimInTech получена имитационная модель динамической части правого электропривода гусеничного мобильного робота. Проведен сравнительный анализ графических зависимостей угловой скорости катка и тока якоря двигателя гусеничного мобильного робота, полученных в пакетах MATLAB Simulink и SimInTech, который выявил ряд достоинств и недостатков при проверке работы системы управления гусеничным мобильным роботом в неформализованной внешней среде.
The paper examines the problem of constructing a motion control system for autonomous mobile tracked robots in an informal external environment. Based on the proposed mathematical model of the control system for a tracked mobile robot, which takes into account kinematic and dynamic parameters, simulation modeling of a tracked mobile robot was carried out in the dynamic modeling environments of technical systems MATLAB Simulink and SimInTech, which made it possible to control the coordinates of a tracked mobile robot along a predetermined trajectory with a certain accuracy. To increase the stability of the mobile robot motion control system, a PID controller of the armature current and electromagnetic torque was introduced into it. During the simulation study, graphical dependences on time were obtained: supply voltage; rotation angle of the robot body; track speeds; motor armature current; electromagnetic torque of engines; armature current of motors with PID controller; the path traveled by the caterpillars; electromagnetic torque of motors with a PID controller, and also the center of mass of the robot was set when setting a trajectory with a radius of 10 m for 6.2 s. Models were built in the MATLAB Simulink software package: general simulation, kinematic simulation and dynamic simulation of a tracked mobile robot, simulation subsystem of the electric drive control unit. In the SimInTech software environment, a simulation model of the dynamic part of the right electric drive of a tracked mobile robot was obtained. A comparative analysis of the graphical dependencies of the angular velocity of the roller and armature current of the motor of a tracked mobile robot, obtained in the MATLAB Simulink and SimInTech packages, was carried out, which revealed a number of advantages and disadvantages when testing the operation of the control system of a tracked mobile robot in an unformalized external environment.

52-17:621.865.8

общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2024г.
труды сотрудников БНТУ = Факультет информационных технологий и робототехники : кафедра "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов"
труды сотрудников БНТУ = Факультет информационных технологий и робототехники : кафедра "Робототехнические системы"
труды сотрудников БНТУ = Автоматика. Вычислительная техника (труды)
общий = МОБИЛЬНЫЕ РОБОТЫ
общий = ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ
общий = КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
общий = УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ
общий = ПИД-регуляторы
общий = ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ