gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-496Research ArticleСтатьиУправление мобильным роботом по заданной кусочно-гладкой траекторииКапитанюкЮ. А.

Капитанюк Юрий Андреевич, аспирант. 

ЧепинскийС. А.

Чепинский Сергей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент . 

Национальный исследовательский университет информационных технологий механики и оптики (С.-Петербург).Russian Federation2013260220262124252Copyright © Капитанюк Ю.А., Чепинский С.А., 20262026Капитанюк Ю.А., Чепинский С.А.Капитанюк Ю.А., Чепинский С.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/496

Представлен подход к разработке системы управления движением мобильного робота по кусочно-гладкой траектории, задаваемой путевыми точками и совокупностью прямолинейных и круговых участков. Синтез управления осуществляется с помощью дифференциально-геометрического метода посредством нелинейного преобразования исходной динамической модели. Основные результаты представлены моделью пространственного движения и соответствующими нелинейными алгоритмами управления.

An approach to the development of trajectory motion control system for mobile robot along piecewise smooth path, defined by waypoints and parameterized set of straight and circular sections, is described. The synthesis of control based on the differential-geometric approach and nonlinear transformation of dynamic model. Main results are presented by task-oriented model of spatial motion and a suitable nonlinear algorithm of control.

Path FollowingRobot ControlCoordinate Transformation MethodReferencesAguiar, A. P., Hespanha, J. P., Kokotovic, P. V. Path-following for nonminimum phase systems removes performance limitations. IEEE Transactions on Automatic Control, 50:234-239, 2005.Aguiar, A. P., Hespanha, J. P., Kokotovic, P. V. Path-following for nonminimum phase systems removes performance limitations. IEEE Transactions on Automatic Control, 50:234-239, 2005.Nielsen, C. Fulford, C., Maggiore, M. Path following using transverse feedback linearization: Application to a maglev positioning system American Control Conference, 2009. ACC '09. 3045 – 3050.Nielsen, C. Fulford, C., Maggiore, M. Path following using transverse feedback linearization: Application to a maglev positioning system American Control Conference, 2009. ACC '09. 3045 – 3050.M. Breivik and T.I. Fossen Principles of Guidance-Based Path Following in 2D and 3D Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control, Seville, Spain,2005, pp. 627-634.M. Breivik and T.I. Fossen Principles of Guidance-Based Path Following in 2D and 3D Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control, Seville, Spain,2005, pp. 627-634.T. Lee, M. Leok, and N. H. McClamroch. Geometric tracking control of a quadrotor UAV on SE(3). In Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control, pages 5420 - 5425, 2010b.T. Lee, M. Leok, and N. H. McClamroch. Geometric tracking control of a quadrotor UAV on SE(3). In Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control, pages 5420 - 5425, 2010b.Бурдаков, С.Ф. Системы управления движением колесных роботов / С.Ф.Бурдаков, И.В.Мирошник, Р.Э.Стельмаков.- СПб.: Наука, 2001.- 232 с.Бурдаков, С.Ф. Системы управления движением колесных роботов / С.Ф.Бурдаков, И.В.Мирошник, Р.Э.Стельмаков.- СПб.: Наука, 2001.- 232 с.Мирошник, И.В. Согласованное управление многоканальными системами – Л.: Энергоатомиздат (ЛО), 1990.-128 с.Мирошник, И.В. Согласованное управление многоканальными системами – Л.: Энергоатомиздат (ЛО), 1990.-128 с.Мирошник, И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И.В.Мирошник, А.Л.Фрадков, В.О.Никифоров. - СПб.: Наука, 2000.Мирошник, И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И.В.Мирошник, А.Л.Фрадков, В.О.Никифоров. - СПб.: Наука, 2000.Мирошник, И.В. Управление многозвенными кинематическими механизмами / И.В.Мирошник, С.А.Чепинский // Научно-технич. вестник СПГИТМО, вып. 3. Физические процессы, системы и технологии точной механики.- 2002. – С. 144-149.Мирошник, И.В. Управление многозвенными кинематическими механизмами / И.В.Мирошник, С.А.Чепинский // Научно-технич. вестник СПГИТМО, вып. 3. Физические процессы, системы и технологии точной механики.- 2002. – С. 144-149.Мирошник, И.В. Траекторное управление кинематическими механизмами нетривиальной конструкции / И.В.Мирошник, С.А.Чепинский // Научно-технич. вестник СПбГУИТМО. Вып. 14. Информационные технологии, вычислительные и управляющие системы. – 2004. – C. 5-10.Мирошник, И.В. Траекторное управление кинематическими механизмами нетривиальной конструкции / И.В.Мирошник, С.А.Чепинский // Научно-технич. вестник СПбГУИТМО. Вып. 14. Информационные технологии, вычислительные и управляющие системы. – 2004. – C. 5-10.Бушуев, А.Б. Управление траекторным движением многоканальных динамических систем / А.Б.Бушуев [и др.] // Изв. вузов. Приборостроение, 2009.- Т. 52.- №11.- С. 50-56.Бушуев, А.Б. Управление траекторным движением многоканальных динамических систем / А.Б.Бушуев [и др.] // Изв. вузов. Приборостроение, 2009.- Т. 52.- №11.- С. 50-56.Canudas de Wit, C., B. Siciliano and G.Bastin (1996). Theory of robot control. Springer-Verlag, London.Canudas de Wit, C., B. Siciliano and G.Bastin (1996). Theory of robot control. Springer-Verlag, London.Isidori, A. Nonlinear control systems. 3nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 1995.Isidori, A. Nonlinear control systems. 3nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 1995.Miroshnik I.V., Chepinsky S.A. Trajectory control of underactuated mechanisms. 2nd IFAC Conference on Mechatronic Systems. Berkeley, 2002 – P. 959-1004.Miroshnik I.V., Chepinsky S.A. Trajectory control of underactuated mechanisms. 2nd IFAC Conference on Mechatronic Systems. Berkeley, 2002 – P. 959-1004.Miroshnik I.V., Chepinsky S.A. Trajectory motion control of underactuated manipulators. Prepr. 7th IFAC Symposium on Robot Control. September 1-3, Wroclaw, Poland, 2003 – P. 105-110.Miroshnik I.V., Chepinsky S.A. Trajectory motion control of underactuated manipulators. Prepr. 7th IFAC Symposium on Robot Control. September 1-3, Wroclaw, Poland, 2003 – P. 105-110.Miroshnik, I.V. and V.O. Nikiforov (1996). Trajectory motion control and coordination of multilink robots. Prepr. 13th IFAC World Congress. San-Francisco, vol. A, pp. 361-366.Miroshnik, I.V. and V.O. Nikiforov (1996). Trajectory motion control and coordination of multilink robots. Prepr. 13th IFAC World Congress. San-Francisco, vol. A, pp. 361-366.Довгоброд, Г.М. Упрощенное построение закона управления, обеспечивающего движение объекта по заданной криволинейной траектории / Г.М.Довгоброд, Л.М.Клячко // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 3. - С. 24-33.Довгоброд, Г.М. Упрощенное построение закона управления, обеспечивающего движение объекта по заданной криволинейной траектории / Г.М.Довгоброд, Л.М.Клячко // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 3. - С. 24-33.Довгоброд, Г.М. Разработка адаптивного алгоритма управления движением судна по криволинейной траектории // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 4. - С. 22-31.Довгоброд, Г.М. Разработка адаптивного алгоритма управления движением судна по криволинейной траектории // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 4. - С. 22-31.Довгоброд, Г.М. Использование параметрической аппроксимации при планировании траекторий движения аппаратов / Г.М.Довгоброд, Л.М.Клячко, А.В.Рогожников // Изв. вузов. Приборостроение. - 2009. - Т. 52, № 9. - С. 11-17.Довгоброд, Г.М. Использование параметрической аппроксимации при планировании траекторий движения аппаратов / Г.М.Довгоброд, Л.М.Клячко, А.В.Рогожников // Изв. вузов. Приборостроение. - 2009. - Т. 52, № 9. - С. 11-17.LaValle S.M. Planning Algorithms. Cambridge University Press, Cambridge, 2006.LaValle S.M. Planning Algorithms. Cambridge University Press, Cambridge, 2006.Girbes V., Armesto L., Tornero J. Continuous-Curvature Control of Mobile Robots with Constrained Kinematics. Proceedings of the 18th IFAC World Congress, 2011 – P. 3503-3508.Girbes V., Armesto L., Tornero J. Continuous-Curvature Control of Mobile Robots with Constrained Kinematics. Proceedings of the 18th IFAC World Congress, 2011 – P. 3503-3508.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.