research centers


Search results: Found 15

Listing 11 - 15 of 15 << page
of 2
>>
Sort by

Article
Design of a Nonlinear Fractional Order PID Neural Controller for Mobile Robot based on Particle Swarm Optimization

Authors: Ahmed Sabah Al-Araji --- Luay Thamir Rasheed
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 12 Part (A) Engineering Pages: 2318-2333
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The goal of this paper is to design a proposed non-linear fractional order proportional-integral-derivativeneural (NFOPIDN) controller by modifying and improving the performance of fractional order PID (FOPID) controller through employing the theory of neural network with optimization techniquesfor the differential wheeled mobile robotmulti-input multi-output (MIMO) systemin order to follow a desired trajectory. The simplicity and the ability of fast tuning are important features of the particle swarm optimization algorithm (PSO) attracted us to use it to find and tune the proposed non-linear fractional order proportional-integral-derivative neural controller’s parameters and then find the best velocity control signals for the wheeled mobile robot. The simulation results show that the proposed controller can give excellent performance in terms of compared with other works (minimized mean square error equal to 0.131 for Eight-shaped trajectory and equal to 0.619 for Lissajous- curve trajectory as well as minimum number of memory units needed for the structure of the proposed NFOPIDN controller (M=2 for Eight-shaped trajectory and M=4 for Lissajous- curve trajectory) with smoothness of linear velocity signals obtained between (0 to 0.5) m/sec.


Article
Motion Control of An Autonomous Mobile Robot using Modified Particle Swarm Optimization Based Fractional Order PID Controller

Authors: Ghusn A. Ibraheem --- Ibraheem K. Ibraheem
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 13 Part (A) Engineering Pages: 2406-2419
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a comparison between two nonlinear PID controllers, the first is the Neural based controller and the second is the nonlinear fractional order PID controller (FOPID) for a trajectory tracking control of a non-holonomic two wheeled mobile robots (2-WMR). A modified particle swarm optimization (MPSO) has been proposed in this work to tune the parameters of the nonlinear FOPID controller to design the controller so that the 2-WMR follows exactly a predefined continuous track. The kinematic model of a differential drive 2-WMR has been derived to simulate the behavior of the 2-WMR and it is used in the design and simulations of the proposed FOPID controller. From simulation and results, it can be seen that the efficiency of the proposed nonlinear FOPID controller outperforms the nonlinear integer order PID controller; this is proved by the minimized tracking error and the speed control signals obtained.


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.


Article
Motion Control of Three Links Robot Manipulator (Open Chain) with Spherical Wrist

Authors: Hassan Mohammad Alwan حسن محمد علوان --- Zaid Hikmat Rashid زيد حكمت رشيد
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2019 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 13-23
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Robot manipulator is a multi-input multi-output system with high complex nonlinear dynamics, requiring an advanced controller in order to track a specific trajectory. In this work, forward and inverse kinematics are presented based on Denavit Hartenberg notation to convert the end effector planned path from cartesian space to joint space and vice versa where a cubic spline interpolation is used for trajectory segments to ensure the continuity in velocity and acceleration. Also, the derived mathematical dynamic model is based on Eular Lagrange energy method to contain the effect of friction and disturbance torques beside the inertia and Coriolis effect. Two types of controller are applied ; the nonlinear computed torque control (CTC) and the simpler form of its Proportional Derivative plus Gravity (PD+G) where they are designed to reduce the tracking trajectory errors which tend to zero where the used Kp and Kv gains are 900,60. Also, the RMS errors for tracking a step input of CTC were equal to [2.5E-14, 4.4E-14, 5.0E-14, -4.7E-14, -3.9E-14, -4.6E-14] (deg) and of PD+G were equal to [-1.77E-5, -1.22E-6, -4.28E-6, -8.97E-6, -1.32E-5, 1.05E-5] (deg) for joints one to six, respectively. The results show that CTC is more accurate but requires additional acceleration input and is more computationally extensive and PD+G controller is performed with acceptable tracking errors in manipulator position control applications.

الاذرع المناورة هي نظام متعدد المدخلات و المخرجات ذو دينامية غير خطية معقدة يحتاج الى مسيطر متقدم من اجل تعقب مسار محدد. في هذا البحث, الكينماتك الامامي و العكسي تم حسابه بالاعتماد على طريقة دانفينت – هارتنبيرغ من اجل تحويل احداثيات النهايه المؤثرة لمسار مخطط من الفضاء الكارتيزي الى فضاء المفاصل و العكس صحيح حيث تم استخدام الاستكمال المكعب لاجزاء المسار لضمان الاستمرارية في السرعة و التعجيل. كذلك الموديل الديناميكي المشتق يعتمد على طريقة الطاقة اويلر – لاكرانج لتتضمن تاثير عزوم الاحتكاك و الاضطراب بجانب تأثير الزخم و الكوريوليس. و تم تطبيق نوعين من المسيطر: المسيطر ذي العزم المحسوب غير الخطي و المسيطر الابسط له نسبي مشتق زائد الجاذبية لتقليل اخطاء التعقب للمسار الى الصفر حيث كانت قيم Kpو Kv هي 900 و 60 و معدل الجذر التربيعي للاخطاء لمدخل الخطوة نوع المسيطر الاول ( 2.5e-14 و 4.4e-14 و 5.0e-14 و -4.7e-14 و -3.9e-14 و-4.6e-14 ) درجة و للمسيطر الثاني (-1.77e-5 و -1.22e-6 و-4.28e-6 و -8.97e-6 و -1.32e-5 و1.05e-5 ) درجة للمفاصل من واحد الى سته تعاقبياً. أظهرت النتائج ان المسيطر الاول اكثر دقة و لكن يتطلب مدخلات اكثر و عمليات حسابية اكثر بينما المسيطر الثاني يؤدي بقيم تعقب مقبولة للخطأ لا سيَما للتطبيقات التي تهتم بالموقع.


Article
Optimal Trajectory Tracking Control for a Wheeled Mobile Robot Using Fractional Order PID Controller

Authors: Ameer L. SalehMaab --- Hussain Sahar M.Klim
Journal: Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل ISSN: 19920652 23128135 Year: 2018 Volume: 26 Issue: 4 Pages: 292-306
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

This paper present an optimal Fractional Order PID (FOPID) controller based on Particle Swarm Optimization (PSO) for controlling the trajectory tracking of Wheeled Mobile Robot(WMR).The issue of trajectory tracking with given a desired reference velocity is minimized to get the distance and deviation angle equal to zero, to realize the objective of trajectory tracking a two FOPID controllers are usedfor velocity control and azimuth control to implement the trajectory tracking control. A path planning and path tracking methodologies are used to give different desired tracking trajectories. PSO algorithm is usingto find the optimal parameters of FOPID controllers. The kinematic and dynamic models of wheeled mobile robot for desired trajectory tracking with PSO algorithm are simulated in Simulink-Matlab. Simulation results show that the optimal FOPID controllers are more effective and has better dynamic performance than the conventional methods.

يقدم هذا البحث,المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي الكسري الامثل اعتمادا على خوارزمية اسراب الطيور للسيطرة على تتبع المسار للانسان الالي ذو العجلات.حيث يتم تقليل مشكلة تتبع المسار مع إعطاء السرعة المرجعية المطلوبةللحصول على المسافة وانحراف زاوية يساوي الصفر، لتحقيق الهدف من تتبعالمسار يتم استخدام اثنين من وحدات المتحكمالتناسبي التكاملي التفاضلي الكسري للتحكم في السرعة والزاوية لتنفيذ سيطرة تتبع المسار.تستخدم أساليب تخطيط وتتبع المسارات لإعطاء مسارات تتبع مختلفة.تم استخدام خوارزمية اسراب الطيور لإيجاد المعلمات المثلى لوحدات المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي الكسري. وتم محاكاة النماذج الحركية والحيوية للانسان الالي ذو العجلاتلتتبع المسار المطلوب مع خوارزمية أسراب الطيور في برنامج المحاكاة ماتلاب. وتبين نتائج المحاكاة أن وحدات المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي الكسريالأمثل هي أكثر فعالية ولها أداء ديناميكي أفضل من الطرق التقليدية.

Listing 11 - 15 of 15 << page
of 2
>>
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (15)


Language

English (11)

Arabic and English (4)


Year
From To Submit

2019 (2)

2018 (2)

2016 (3)

2015 (2)

2014 (4)

More...