Taking the steering torque as the input of system, a kind of steering control single-input single-output dynamic model for bicycle robot is presented based on Lagrange method. The nonlinear dynamic model was described as a SISO affine nonlinear system. Then the system was represented into the standard Byres-Isidori standard form base on the diffeomorphism transform theory. The system described with Byres-Isidori standard form has a non-minimum-phase zero dynamic subsystem. And the control algorithm was presented to stable the zero dynamic subsystem based on the central manifold theorem. Then the stabilization controller was designed to achieve the goal of decoupling and linearization based on feedback linearization. The computer simulation results show the efficiency of the control algorithm. It is practical for the real bicycle robot experiments in future

چکیده

برای دریافت  گشتاور پیچشی فرمان به عنوان سیستم ورودی، یک نوع از کنترل فرمان مدل دینامیک تک ورودی تک خروجی برای ربات دوچرخه بر پایه روش لاگرانژ ارائه شده است. مدل دینامیک غیر خطی به صورت سیستم غیر خطی آفین SISO شرح داده شده است. سپس سیستم در شکل استاندارد Byres-Isidori بر پایه تئوری انتقال diffeomorphism دوباره ارائه شده است. سیستم تشریح شده با استاندارد Byres – Isidori دارای یک زیر سیستم دینامیک فاز غیر مینیم صفر می باشد. و یک الگوریتم کنترلی بر پایه زیر سیستم های دینامیک صفر تئوری چندشاخه مرکزی ارائه شده است. سپس کنترل کننده پایدار برای بدست آوردن هدف خطی سازی و تجزیه بر پایه بازخورد خطی طراحی شده است. نتایج شبیه سازی کامپیوتری اثر بخشی الگوریتم کنترل را نشان می دهد. این تحقیق برای اجرای عملی ربات های دوچرخه واقعی در آینده قابلیت استفاده را دارد.

1-مقدمه

روبات دوچرخه یک سیتسم غیر خطی پایدار طبیعی است. این روبات دارای خصوصیات پایداری استاتیک و دینامیک می باشد. و خصوصیات غیر خطی ذاتی و گشتاور عمیق روبات دوچرخه مسئله کنترل تعادل را بسیار سخت می کند. مدل سازی دینامیک روبات دوچرخه و کنترل آن یک مسئله سخت در حوزه رباتها می باشد. ابتدا، تحقیقات زیادی در مورد مدل سازی دینامیک روبات دوچرخه انجام شده است (1-6). در این مقاله مدل دینامیک دوچرخه با دو معادله متفاوت غیر خطی ارائه شده و کنترلها بر پایه یادگیری تقویت آنلاین طراحی گردیده است...