سروش معبودی - دانشکده فنی و مهندسی
جلسه دفاع از پايان نامه
کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق کنترل
موضوع پايان نامه :
طراحی کنترلکننده مدلغزشی مقاوم برای رباتهای رهبر-رهرو
ارائه دهنده:
سروش معبودی
استاد راهنما:
دکتر سهیل گنجهفر
استاد مشاور:
دکتر خوشنام شجاعی
اساتید داور:
دکتر محمدحسن مرادی – دکتر عباس رمضانی
زمان : ۱9/۱1/۹۴ ساعت 11 صبح
مکان: سمینار2 برق
چكيده:
در دهه اخیر، هماهنگی و همکاری رباتهای متحرک و سیستمهای چندرباتی بدلیل مزیتهایی که این سیستمها بر تکرباتها دارند، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. از جمله این مزیتهای میتوان به انعطافپذیری بالا، افزونگی، تطبیقپذیری و مقاوم بودن اشاره کرد. کاربردهای این سیستمها بسیار گسترده است که میتوان تولید و ساخت، جستجو و نجات، مینروبی، اکتشاف سیارات و سایر اموری که ممکن است انجام آن برای انسان خطرناک یا تکراری باشد، را نام برد. مسئله کنترل آرایش در سیستمهای چندرباتی از جمله مسائل مهم این حوزه میباشد. کنترل آرایش به معنای کنترل گروهی رباتها برای تشکیل یک شکل هندسی و یا آرایش خاص و حرکت در آن آرایش است. تاکنون روشهای مختلفی برای آرایش سیستمهای چندرباتی ارائه شده است که میتوان آنها را به سه دسته اصلی: روش مبتنی بر رفتار، روش ساختار مجازی و روش رهبر-رهرو تقسیم کرد. در بین این روشها روش رهبر-رهرو بدلیل سادگی، قابلیت اطمینان و مقیاس پذیری مورد مطالعه بسیاری از محققان قرار گرفتهاست. در این روش یک ربات به عنوان ربات رهبر انتخاب شده و باقی رباتها، رباتهای رهرو میباشند. ربات رهبر بر روی یک مسیر مرجع حرکت کرده درحالیکه رباتهای روهرو باید در یک موقعیت نسبی مطلوب نسب به ربات رهبر قرار گرفته و حرکت کنند. در این پایاننامه مسئله کنترل آرایش رهبر-رهرو برای ربات های متحرک غیرهولونومیک در دو بخش مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا سه روش مختلف کنترلی، کنترل مدلغزشی، پسگام و پسگام همراه با مدل دینامیک عصبی بیولوژیکی برای کنترل آرایش در سطح سینماتیک ارائه میشود. مدل دینامیک عصبی برای حذف پرش ناکهانی رخداده در سیگنالکنترلی سرعت دو روش دیگر مورد استفاده قرار میگیرد. سپس پایداری سیستم حلقه بسته به روش لیاپانوف برای هر سه روش ارائه شده و اعتبار روشهای پیشنهادی از طریق شبیهسازی عددی بررسی میشود. در بخش دوم مدل دینامیک رباتهای متحرک غیرهولونومیک اضافه شده و کنترلکننده مدلغزشی انتگرالی مقاوم برای تولید سیگنال گشتاور مناسب برای اعمال به دینامیک رباتها طراحی میشود. کنترلکننده مدلغزشی یک کنترلکننده مقاوم در برابر اغتشاشات خارجی و عدم قطعیتهای احتمالی موجود در پارامترهای دینامیک رباتها میباشد. پایداری لیاپانوف کل آرایش و نتایج شبیهسازی همانند بخش قبل ارائه میگردد.
واژههای کلیدی: کنترل آرایش، آرایش رهبر-رهرو، رباتهای متحرک غیرهولونومیک، کنترل مقاوم، کنترل مدلغزشی انتگرالی، کنترل پسگام
Abstract:
Over the past decade, cooperation of multiple mobile robots has attracted the interests of researchers due to the obvious privilege of multi-robot systems over the single-robot ones. Multi-robot system provides higher flexibility, redundancy, adaptability and robustness. Its widespread applications include manufacturing and construction situations, search and rescue operations, mine sweeping, planetary explorations and other tasks that may be dangerous or repetitive for humans. A typical problem in the area of the cooperation of multiple mobile robots is the formation control problem, which means to control a group of robots to form up and move in a specified geometrical shape. Various methodologies have been proposed for studying multi-robot formation, which could be divided in three main categories: behavior-based, virtual structure and leader-follower approach. Among these approaches, leader-follower formation has been studied by many researchers due to its advantages as simplicity, reliability and scalability. In the leader-follower approach, one of the robots is designed as the leader, with the rest robots as followers. The leader moves along a predefined trajectory while the followers should maintain a desired separation distance and bearing angle from the leader. In this thesis, we investigate control problem of leader-follower formation for nonholonomic mobile robots in two parts. First, we propose three different control approaches, integral sliding mode, backstepping and backstepping based on bioinspired neurodynamic model to control the formation in kinematic level. The bioinspired neurodynamic model is used to solve the problem of velocity jumps in two other approaches. Then the stability of close-loop system for all three approaches is proved by Lyapunov method and the numerical simulations are presented to verify the effectiveness of proposed controllers. In the second part the dynamic model of nonholonomic mobile robot will be added and a robust sliding mode controller will be proposed in order to generate torque input signals for the dynamic of each robot in the formation. We choose to design a sliding mode controller which is robust against the external disturbances and uncertainties in robot’s dynamic parameters. The Lyapunov stability of the formation and numerical simulations are given as well as the first part.
Key Words: Formation Control, Leader-Follower Formation, Nonholonomic Mobile Robot, Robust Control, Integral Sliding Mode Control, Backstepping
1- مشخصات فردی |
||||||||
نام و نام خانوادگی: سروش معبودی |
نام پدر: بهرام |
|
||||||
محل تولد: همدان |
وضعيت تاهل: مجرد |
تاريخ تولد: 22/2/1368 |
||||||
تلفن همراه: 09183188818 |
تلفن ثابت: |
پست الکترونیکی: sor.maboudi@gmail.com |
||||||
نشانی محل تحصیل: دانشکده مهندسی - دانشگاه بوعلی سینا همدان |
||||||||
2- سوابق تحصیلی |
||||||||
مقطع تحصیلی |
رشته تحصیلی |
گرایش |
مدت تحصیل |
محل تحصیل |
معدل پایان نامه |
|||
از |
تا |
|||||||
کارشناسی |
مهندسی برق |
الکترونیک |
31/6/87 |
30/6/91 |
دانشگاه صنعتی همدان |
21/16 سیستم حافظهتحملپذیرخطا با کدSEC/DED |
||
کارشناسی ارشد |
مهندسی برق |
کنترل |
1/7/92 |
30/11/94 |
دانشگاه بوعلی سینا |
67/16 طراحی کنترلکنندهمدلغزشی مقام برای رباتهای رهبر-رهرو |
||
3- دروس تخصصی گذرانده شده |
||||||||
دروس زمینه کنترل: کنترل خطی، کنترل مدرن،کنترل بهینه،کنترل فازی، کنترل غیر خطی، کنترل چندمتغیره، شبکه عصبی |
||||||||
دروس زمینه برق: مدارهای الکتریکی، الکترونیک، ، الکترومغناطیس، ماشینهای الکتریکی وبررسی سیستم های قدرت، سیگنالها و سیستمها، مدارهای منطقی، مدارهای مجتمع |
||||||||
4- مهارت های نرم افزاری |
||||||||
- تسلط به نرم افزاری های شبیه سازی قدرت همچون: PSIM, Simulink, … |
||||||||
- تسلط به زبان های برنامه نویسی همچون: C++,MATLAB, Code Vision, … |
||||||||
- تسلط به نرم افزار های شبیه سازی مدارات الکترونیکی همچون:, … Proteuse, Pspice, Quartus |
||||||||
- تسلط کامل به میکروکنترلرهای AVR |
||||||||
5- مهارتهای زبان |
|||||||
Speaking |
Writing |
Listening |
Reading
|
||||
Advanced |
Advanced |
Advanced |
Advanced |
||||
6- سوابق علمی - پژوهشی |
|||||||
عنوان مقاله منتشر شده |
ارائه کنفرانس |
زمان انتشار |
نام نویسنده یا نویسندگان |
محل چاپ یا ارائه |
|||
Modified High-Order Integral Sliding Mode Control for Leader-Follower Formation
|
ICE2016 , (4th International Conference on Electrical, Computer, Mechanical and Mechatronics Engineering) |
4-5 February 2016,
|
Soheil Ganjefar Soroush Maboudi Khoshnam Shojaei |
Dubai, Emirates |
|||