دانلود شبیه سازی مقاله طراحی کنترل کننده بهینه خطی درجه دوم برای ربات دوچرخه

پروژه متلب کنترل کننده خطی درجه دوم

در زمینه کنترل ربات، ربات دوچرخه سوار، یک مسئله پژوهشی داغ است که این به خاطر ویِژگی ناپایدار از لحاظ استاتیکی و پایدار از لحاظ دینامیکی می باشد. همچنین، پژوهش های بسیاری برای مطالعه مسئله خود توازن ربات دوچرخه سوار، انجام شده اند. چندین نوع مدل دینامیک ربات دوچرخه سوار توسط تعدادی از پژوهشگران ارائه شده است. در این پروژه، یک نوع مدل دینامیکی دوچرخه براساس توازن ممان اینرسی، پیشنهاد می شود. سپس، مدل دینامیکی توصیف شده با یک معادله دیفرانسیل غیرخطی با روش خطی سازی تقریبی، ارائه می شود.

مدل دینامیکی ربات دوچرخه سوار، هنگام حرکت در سرعت بالا با یک مدل خطی مشابه می شود. با هدف ایجاد تعادل در ربات دوچرخه سوار با سرعت بالا، یک نوع مدل دینامیکی خطی مربوط به آن براساس یک مدل دینامیکی غیرخطی از این ربات ارائه شد. سپس، پایداری حلقه باز براساس مدل دینامیکی خطی، تحلیل شد و کنترل پذیری و مشاهده پذیری مدل دینامیکی خطی تایید شد. سپس، مدل زمان گسسته آن براساس مدل خطی زمان پیوسته، ارائه شد. سپس، یک کنترلر بهینه درجه دوم خطی براساس نظریه کنترل خطی برای مدل دینامیکی خطی ربات دوچرخه سوار، طراحی شد. نتایج شبیه سازی کامپیوتری، کارایی و اثربخشی این الگوریتم کنترل را نشان می دهند. استفاده از آن در آینده در آزمایش های تجربی حالت واقعی، امکان پذیر خواهد بود.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تصاویر مربوط به خروجی های شبیه سازی، قرار داده شده است:

شبیه سازی های انجام شده در این پروژه نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده می تواند ربات را در زاویه ای مشخص، در حالت پایدار نگه دارد. نتایج شبیه سازی مطابق با حس فیزیکی ربات دوچرخه واقعی است که با سرعت بالا در حال حرکت می باشد. لازم به ذکر است که کنترل کننده بهینه درجه دوم خطی نیز دارای مشخصه های پایداری جهانی است.