Sterowanie robotów mobilnych. Laboratorium

• Druk: 2012
• Autor: Dariusz Pazderski, Maciej Michałek
• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Niniejszy skrypt jest przewodnikiem do zajęć laboratoryjnych z zakresu modelowania kołowych robotów mobilnych i sterowania nimi. Układ treści odpowiada tematyce zajęć laboratoryjnych prowadzonych w ramach przedmiotu sterowanie robotów mobilnych na kierunku automatyka i robotyka Wydziału Informatyki Politechniki Poznańskiej. Celem autorów było przedstawienie i systematyzacja zagadnień kołowej robotyki mobilnej w taki sposób, aby Czytelnik mógł samo-dzielnie wykonać wszystkie ćwiczenia sugerowane na końcu wybranych rozdziałów bez ko-nieczności istotnego odwoływania się do literatury dodatkowej. Treści merytoryczne zawarte w skrypcie będą pomocne w zrozumieniu i przyswojeniu zagadnień poruszanych w ramach wy-kładu o tym samym tytule. Skrypt jest przeznaczony przede wszystkim dla studentów studiów drugiego stopnia (studia magisterskie) na kierunku automatyka i robotyka, lecz może być także pomocny w kształceniu na kierunkach pokrewnych, takich jak mechatronika czy informatyka.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-7775-184-8
• ISBN druku: 978-83-7775-184-8
• Liczba stron: 234

Spis symboli, operatorów i skrótów 7
Przedmowa 13
1. Problematyka sterowania robotami mobilnymi 19
	1.1. Zagadnienia wstepne  19
	1.2. Robot mobilny klasy (2,0)   25
	1.3. Problem sterowania ruchem  26
	1.4. Opis matematyczny robota w przestrzeni zadania   29
		1.4.1. Przestrzen konfiguracyjna   32
		1.4.2. Chwilowy srodek obrotu 34
	1.5. Zadania ruchu i zadania sterowania  35
		1.5.1. Zadanie sledzenia trajektorii  36
		1.5.2. Zadanie sterowania do punktu 38
		1.5.3. Zadanie podazania wzdłuz sciezki  39
		1.5.4. Pozycyjne zadania ruchu 42
		1.5.5. Problem unikania kolizji z przeszkodami 44
2. Model matematyczny robota mobilnego 47
	2.1. Kinematyka platformy 47
	2.2. Dynamika platformy  52
	2.3. Modelowanie nasycenia sygnałów sterujacych 65
	2.4. Cechy modelu robota klasy (2,0)   67
		2.4.1. Sterowalnosc  67
		2.4.2. Wskazniki kinematyczne 70
		2.4.3. Rózniczkowa płaskosc 71
		2.4.4. Linearyzacja modelu kinematyki  72
	2.5. Przebieg cwiczenia I  75
3. Sygnały i struktura układu sterowania 77
	3.1. Generator sygnałów referencyjnych  77
		3.1.1. GSR dla zadania sledzenia trajektorii 78
		3.1.2. GSR dla zadania sterowania do punktu 82
		3.1.3. GSR dla zadania podazania wzdłuz sciezki  82
	3.2. Kaskadowa struktura układu sterowania – wymuszenie predkosciowe    85
		3.2.1. Synteza podrzednych obwodów regulacji predkosci   88
		3.2.2. Skalowanie sygnałów sterujacych petli nadrzednej 95
	3.3. Kaskadowa struktura układu sterowania – wymuszenie momentowe i napieciowe   99
	3.4. Fundamentalne ograniczenia w sterowaniu platforma  105
	3.5. Przebieg cwiczenia II  107
4. Sterowniki wynikajace z technik linearyzacji 113
	4.1. Uwagi wstepne    113
	4.2. Algorytm dla zadania sledzenia trajektorii   114
		4.2.1. Wyprowadzenie równania dynamiki błedu sledzenia  114
		4.2.2. Projektowanie reguły sterowania 116
		4.2.3. Parametryczna synteza sterownika   118
	4.3. Algorytm dla zadania podazania wzdłuz sciezki 121
		4.3.1. Wyprowadzenie równan dynamiki błedów odtwarzania  122
		4.3.2. Projektowanie reguły sterowania 125
		4.3.3. Parametryczna synteza sterownika   126
	4.4. Algorytm dla zadania odtwarzania pozycji   129
		4.4.1. Definicja wyjsc linearyzujacych 130
		4.4.2. Projektowanie reguły sterowania  132
		4.4.3. Parametryczna synteza sterownika   133
	4.5. Przebieg cwiczenia III 135
5. Ciagły sterownik Pometa jawnie zalezny od czasu 139
	5.1. Uwagi wstepne    139
	5.2. Dynamika przekształconego błedu stabilizacji 140
	5.3. Projektowanie reguły sterowania   141
	5.4. Wybór funkcji pobudzajacej i parametryczna synteza sterownika 147
	5.5. Przebieg cwiczenia IV 148
6. Sterowniki nieciagłe metody VFO 151
	6.1. Uwagi wstepne    151
	6.2. Ogólna postac równan sterownika VFO   151
	6.3. Algorytm VFO dla zadania sledzenia trajektorii 155
		6.3.1. Definicja sterownika  155
		6.3.2. Parametryczna synteza sterownika   157
	6.4. Algorytm VFO dla zadania sterowania do punktu   158
		6.4.1. Definicja sterownika  158
		6.4.2. Parametryczna synteza sterownika   161
	6.5. Przebieg cwiczenia V  162
7. Opis stanowisk laboratoryjnych 165
	7.1. Ogólne wytyczne dotyczace pracy z robotami mobilnymi na stanowiskach laboratoryjnych   165
	7.2. Stanowiska z robotami MTV3 oraz Kh3   166
		7.2.1. Zasady pracy z robotem MTV3 i opis oprogramowania w srodowisku Matlab 169
		7.2.2. Zasady pracy z robotem Kh3 i opis oprogramowania w srodowisku Matlab 174
	7.3. Stanowisko z robotem MMS-UMR  177
8. Uzupełnienia 187
	8.1. Fundamentalny wniosek z twierdzenia Brocketta   187
	8.2. Model dynamiki robota z przesunietym srodkiem masy 188
	8.3. Uwagi na temat szybkosci zbieznosci  192
	8.4. Alternatywne sposoby syntezy sterownika (4.18)   195
	8.5. Nieliniowe wersje sterowników opisanych w rozdziale 4 198
		8.5.1. Nieliniowa wersja sterownika dla zadania sledzenia trajektorii   198
		8.5.2. Nieliniowa wersja sterownika dla zadania podazania wzdłuz sciezki  198
	8.6. Unormowana parametryzacja sciezki  199
		8.6.1. Sciezka prostoliniowa  199
		8.6.2. Sciezka w postaci okregu 201
	8.7. Sposób obliczania funkcji Atan2c (·, ·) 202
	8.8. Wybrane kryteria porównawcze algorytmów sterowania   203
		8.8.1. Porównanie algorytmów z uwzglednieniem kryterium Kr1 207
		8.8.2. Porównanie algorytmów z uwzglednieniem kryterium Kr5 210
	8.9. Procedura odometrii jako metoda lokalizacji robotów  213
	8.10. Interfejs programowy dla robota Kh3 w srodowisku Matlab  215
	8.11. Implementacja modeli w srodowisku Matlab-Simulink 219
Bibliografia 225
Indeks 231