Hardware Implementation of Sliding Mode Control of Mobile Robot with Four Mecanum Wheels

eng Artykuł w języku angielskim DOI: 10.14313/PAR_254/47

wyślij Damian Nagajek Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN), Branch Zielona Góra, Space Robot Dynamics Laboratory

Pobierz Artykuł

Abstract

This paper proposes the design of a control system for a mobile robot capable of calculating a real-time control algorithm. The design of the mobile robot is presented with a description of the components from which it was made both in terms of hardware and software. The vision system used to analyze its motion is described. A simulation and an experiment were performed and their results are included in the paper. The paper is crowned with a comparison of the obtained results and plans for further development of the system.

Keywords

control system, mobile robot, robust finite-time task space control, unstructured disturbance forces

Sprzętowa implementacja sterowania ślizgowego robota mobilnego z czterema kołami typu mecanum

Streszczenie

W artykule omówiono projekt systemu sterowania dla robota mobilnego zdolnego do obliczania algorytmu sterowania w czasie rzeczywistym. Przedstawiono budowę robota mobilnego z opisem komponentów, z których został wykonany zarówno pod względem hardwareowym, jak i softwareowym. Opisano zastosowany system wizyjny w celu analizy jego ruchu. Wykonano symulację oraz eksperyment i ich wyniki zostały zamieszczone w pracy. Całość zwieńczona jest porównaniem uzyskanych wyników oraz planami dalszego rozwoju systemu.

Słowa kluczowe

nieustrukturyzowane siły zakłócające, odporne skończone czasowo sterowanie w przestrzeni zadaniowej, robot mobilny, system sterowania

Bibliografia

  1. Alakshendra V., Chiddarwar S., Adaptive robust control of mecanum-wheeled mobile robot with uncertainties, “Nonlinear Dynamics”, Vol. 87, 2017, 2147–2169, DOI: 10.1007/s11071-016-3179-1.
  2. Banaszkiewicz M., Węgrzyn M., Basmadji F.L., Galicki M., Robust trajectory tracking control of space manipulators in extended task space, “Pomiary Automatyka Robotyka”, Vol. 26, No. 4, 2022, 27–35, DOI: 10.14313/PAR_246/27.
  3. Diegel O., Badve A., Bright G., Potgieter J., Tlale S., Improved mecanum wheel design for omnidirectional robots, Australasian Conference on Robotics and Automation, 2012, 117–121.
  4. Galicki M., Banaszkiewicz M., Optimal trajectory tracking control of omni-directional mobile robots, 12th International Workshop on Robot Motion and Control (RoMoCo), 2019, 137–142, DOI: 10.1109/RoMoCo.2019.8787377.
  5. Han K.-L., Choi O.-K., Kim J., Kim H., Lee J.S., Design and control of mobile robot with mecanum wheel, 2009, 2932–2937.
  6. Józwik J., Ostrowski D., Wybrane problemy badawcze robotów przemysłowych. Politechnika Lubelska, 2016.
  7. Lin L.-C., Shih H.-Y., Modeling and adaptive control of an omni-mecanum-wheeled robot, “Intelligent Control and Automation”, Vol. 4, No. 2, 2013, 166–179, DOI: 10.4236/ica.2013.42021.
  8. Sahoo S.R., Chiddarwar S.S., Alakshendra V., Intuitive dynamic modeling and flatness-based nonlinear control of a mobile robot, “Simulation”, Vol. 94, No. 9, 2018, 797–820, DOI: 10.1177/0037549717741192.
  9. Taheri H., Qiao B., Ghaeminezhad N., Kinematic model of a four mecanum wheeled mobile robot, “International Journal of Computer Applications”, Vol. 113, No. 3, 2015, 6–9, DOI: 10.5120/19804-1586.
  10. Tzafestas S.G., Introduction to mobile robot control, Elsevier, 2013.
  11. Yang Y.-C., Cheng C.-C., Robust adaptive trajectory control for an omnidirectional vehicle with parametric uncertainty, “Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering”, Vol. 37, No. 3, 2015, 405–413, DOI: 10.1139/tcsme-2013-0030.