research centers


Search results: Found 4

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Article
Trajectory Tracking Control for a Wheeled Mobile Robot Using Fractional Order PIaDb Controller
سيطرة تتبع الأثر للروبوتات المتحركة بعجلات باستخدام المسيطر الجزئي نوع PID

Authors: Salah M. Swadi صلاح مهدي سوادي --- Emad N. Abdulwahb عماد ناطق عبد الوهاب --- Mouwafak A. Tawfik موفق علي توفيق
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2014 Volume: 10 Issue: 3 Pages: 39-52
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Nowadays, Wheeled Mobile Robots (WMRs) have found many applications as industry, transportation, inspection, and other fields. Therefore, the trajectory tracking control of the nonholonomic wheeled mobile robots have an important problem. This work focus on the application of model-based on Fractional Order PIaDb (FOPID) controller for trajectory tracking problem. The control algorithm based on the errors in postures of mobile robot which feed to FOPID controller to generate correction signals that transport to torque for each driven wheel, and by means of dynamics model of mobile robot these torques used to compute the linear and angular speed to reach the desired pose. In this work a dynamics model of mobile robot was driven for the case where the centroid of mobile robot platform is not coincide with reference frame of mobile robot (i.e. reference frame is located at midpoint of driven wheels axis), while the inertia is counted for. The Evolutionary Algorithm has been used to modified the parameters (Kp, Kd, Ki,a, and b) of the FOPID controller for wheeled mobile robot. Simulation results show the effectiveness of the proposed control algorithm: that is demonstrated by applied this controller at four case studies (Circular trajectory, S-shape trajectory, Infinity trajectory, and Line trajectory at two cases, with presences of disturbance and without), these results shows good matching between desired trajectory and simulation one while error in posture goes to zero rapidly.

للروبوتات المتحركة بعجلات ( WMRs ) العديد من التطبيقات في الوقت الحاضر في مجال الصناعة، النقل، والتفتيش وغيرها من المجالات الاخرى وبالتالي فإن أيجاد منظومة سيطرة لهذا النوع من الروبوتات لتقوم بتتبُع أثر معين تعد من المشكلات المهمة. هذا البحث يركز على على تطبيق انموذج مستند على المسيطر الجزئي نوع PID لحل مشكلة تتبُع الاثر. خوارزمية التحكم اعتمدت على تغذية الخطاء في موضع الروبوت المتحرك الى المسيطر (FOPID) لتوليد إشارات التصحيح التي تحول الى عزم دوران لعجلات القيادة ، تم حساب السرعة الخطية والسرعة الزاوية من خلال حل الانموذج الرياضي للحركة الديناميكية للروبوت المتحرك للوصول الى الوضع المطلوب . اشتق الانموذج الديناميكي للروبوت المتحرك للحالة التي لايتطابق فيها مركز الثقل مع الاطار المرجعي لمنصة الروبوت والتي اختيرت في منتصف محور عجلات القيادة ، كما تم الاخذ بنظر الاعتبار تأثير قوى القصور الذاتي للروبوت على الاطار المرجعي. استخدامت الخوارزمية التطوري لتعديل برامترات (Kp, Ki, Kd, a, and b) المسيطر الجزئي FOPID للروبوت المتحرك بعجلات. أظهرت نتائج المحاكاة فعالية المسيطر المقترح والذي تبين من تطبيق هذه المسيطر على أربعة انواع من المسارات ( مسار دائري، مسار شكل S ، مسار إنفينيتي ، و المسار المستقيم ولحالتين بوجود أضطراب خارجي و بدونه) ، كما بينت النتائج مطابقة جيدة لتتبع الاثر المطلوب وأن دالة الخطأ في الموضع تذهب بسرعة إلى الصفر


Article
Design of a Nonlinear PID Neural Trajectory Tracking Controller for Mobile Robot based on Optimization Algorithm
تصميم مسيطر تتابع مسار عصبي لأخطي تناسبي تكاملي تفاضلي لإنسان آلي متنقل مبني على أساس الخوارزمية ألأمثليه

Authors: Khulood E. Dagher --- Ahmed Al-Araji
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 4 Part (A) Engineering Pages: 973-985
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a trajectory tracking control algorithm for a non-holonomic wheeled mobile robot using optimization technique based nonlinear PID neural controller in order to follow a pre-defined a continuous path. As simple and fast tuning algorithms, particle swarm optimization algorithm is used to tune the nonlinear PID neural controller's parameters to find best velocity control actions for the mobile robot. Simulation results show the effectiveness of the proposed nonlinear PID control algorithm; this is demonstrated by the minimized tracking error and the smoothness of the velocity control signal obtained, especially with regards to the external disturbance attenuation problem.

يقدم هذا البحث, خوارزمية المسيطر ألتتابعي لمسار عجلة الإنسان الآلي المتحرك باستخدام التقنية ألأمثليه أساسه المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي العصبي اللاخطي لكي يتبع مسار مستمر معرف مسبقا. أن الخوارزمية المستخدمة تتميز بسرعة وببساطة تنغيم عناصر المسيطر اللاخطي التناسبي التكاملي التفاضلي وذلك باستخدام خوارزمية حشد الجسيمات ألأمثليه وإيجاد أفضل أشارة سرعة للإنسان الآلي المتحرك. من خلال نتائج المحاكاة, أن فعالية خوارزمية المسيطر اللاخطي المقترح تقوم بتقليل الخطأ ألتتابعي لمسار الإنسان الآلي المتحرك مع توليد أشارة سرعة ناعمة, برغم من وجود التأثير الاضطرابي الخارجي.


Article
Design of On-Line Nonlinear Kinematic Trajectory Tracking Controller for Mobile Robot based on Optimal Back-Stepping Technique

Author: Asst. Prof. Dr. Ahmed Sabah Al-Araji
Journal: IRAQI JOURNAL OF COMPUTERS,COMMUNICATION AND CONTROL & SYSTEMS ENGINEERING المجلة العراقية لهندسة الحاسبات والاتصالات والسيطرة والنظم ISSN: 18119212 Year: 2014 Volume: 14 Issue: 2 Pages: 25-36
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

Abstract –This paper presents an on-line nonlinear trajectory tracking control algorithm for differential wheeled mobile robot using optimal back-stepping technique based particle swarm optimization while following a pre-defined continuous path. The aim of the proposed feedback nonlinear kinematic controller is to find the optimal velocity control action for the real mobile robot. The particle swarm optimization algorithm is used to find the on-line optimal parameters for the proposed controller based on the Lyapunov criterion in order to check the stability of the control system. Simulation results (Matlab) and experimental work (LabVIEW) show the effectiveness and robustness of the proposed on-line nonlinear kinematic control algorithm. This is demonstrated by minimizing tracking error and obtaining smoothness of the optimal velocity control signal, especially with regards to the external disturbance attenuation problem..Keywords:- Mobile Robots, Nonlinear Kinematic Controller, Back-Stepping Technique, Particle Swarm Optimization, Trajectory Tracking, Matlab package, LabVIEW package.


Article
A Comparative Study of Various Intelligent Algorithms Based Nonlinear PID Neural Trajectory Tracking Controller for the Differential Wheeled Mobile Robot Model
دراسة مقارنة لخوارزميات ذكية متنوعة أساسه مسيطر تتابع مسار عصبي لأخطي تناسبي تكاملي تفاضلي لنموذج التحرك التفاضلي لإنسان آلي متنقل.

Author: Ahmed Sabah Al-Araji أحمد صباح عبد الأمير الأعرجي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2014 Volume: 20 Issue: 5 Pages: 44-60
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a comparative study of two learning algorithms for the nonlinear PID neural trajectory tracking controller for mobile robot in order to follow a pre-defined path. As simple and fast tuning technique, genetic and particle swarm optimization algorithms are used to tune the nonlinear PID neural controller's parameters to find the best velocities control actions of the right wheel and left wheel for the real mobile robot. Polywog wavelet activation function is used in the structure of the nonlinear PID neural controller. Simulation results (Matlab) and experimental work (LabVIEW) show that the proposed nonlinear PID controller with PSO learning algorithm is more effective and robust than genetic learning algorithm; this is demonstrated by the minimized tracking error and obtained smoothness of the velocity control signal, especially when external disturbances are applied.

يقدم هذا البحث, دراسة مقارنة لخوارزميتين لتعليم مسيطر تناسبي تكاملي تفاضلي عصبي لاخطي تتابعي لمسار عجلة الإنسان آلي متحرك لكي يتبع مسار مستمر معرف مسبقا. كتقنيات سهله وسريعة التنغيم, لقد تم استخدام الخوارزمية الوراثية وخوارزمية حشد الجسيمات الامثلية لتنغيم عناصر المسيطر اللاخطي التناسبي التكاملي التفاضلي لإيجاد أفضل أشارة سرعة لعجلة للإنسان الآلي المتحرك الحقيقي. لقد تم استخدام الدالة الفعالة موجة البوليونك في هيكلية المسيطر العصبي. من خلال نتائج المحاكاة والعمل التجريبي, أثبتت أن المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي العصبي اللاخطي المقترح تنغيمه بواسطة خوارزمية حشد الجسيمات الامثلية أكثر فعالية و متانة مقارنة بالمسيطرة الذي تم تنغيمه بواسطة الخوارزمية الوراثية, وهذا واضح من خلال تقليل الخطأ ألتتابعي لمسار الإنسان الآلي المتحرك مع توليد أشارة سرعة ناعمة, برغم من وجود التأثير الاضطرابي الخارجي.

Listing 1 - 4 of 4
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (4)


Language

English (3)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2014 (4)