research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
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
A New Analytic Method to Tune a Fractional Order PID Controller
طريقة تحليلية جديدة لتنغيم المسيطر التناسبي-التكاملي -التفاضلي ذو الرتبة الكسرية

Authors: Omar Waleed Abdulwahhab عمر وليد عبدالوهاب --- Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2017 Volume: 23 Issue: 12 Pages: 1-12
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper proposes a new method to tune a fractional order PID controller. This method utilizes both the analytic and numeric approach to determine the controller parameters. The control design specifications that must be achieved by the control system are gain crossover frequency, phase margin, and peak magnitude at the resonant frequency, where the latter is a new design specification suggested by this paper. These specifications results in three equations in five unknown variables. Assuming that certain relations exist between two variables and discretizing one of them, a performance index can be evaluated and the optimal controller parameters that minimize this performance index are selected. As a case study, a third order linear time invariant system is taken as a process to be controlled and the proposed method is applied to design the controller. The resultant control system exactly fulfills the control design specification, a feature that is laked in numerical design methods. Through matlab simulation, the step response of the closed loop system with the proposed controller and a conventional PID controller demonstrate the performance of the system in terms of time domain transient response specifications (rise time, overshoot, and settling time).

يقترح هذا البحث طريقة جديدة لتنغيم المسيطر التناسبي-التكاملي -التفاضلي ذو الرتبة الكسرية. هذه الطريقة تستثمر الطريقة التحليلية والطريقة العددية لايجاد معاملات المسيطر. خصائص النظام المصمم تشمل تردد تقاطع الربح وهامش الطور والقيمة العظمى للمقدار عند التردد الرنيني (وهذه هي الخاصية الجديدة المقترحة في هذا البحث). هذه الخصائص تعطي ثلاث معادلات في خمسة مجاهيل. بافتراض وجود علاقة بين متغيرين وتقطيع احدهما يمكن ايجاد مؤشر الاداء وايجاد معاملات المسيطر الامثل. كمثال تم أخذ نظام من الرتبة الثالثة خطي ذو معاملات ثابتة وتم تطبيق الطريقة المقترحة عليه فكان النظام الناتج يطابق تماما الخصائص المطلوبة وهو ما تفتقد اليه الطرق العددية لتصميم المسيطر. من خلال المحاكاة تم اختبار استجابة النظام لادخال خطوة للمسيطر المقترح واخر تقليدي ذو رتبة صحيحة وتم الاستدلال على أداء النظام بدلالة مواصفات الاستجابة الانتقالية في مجال الزمن.


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 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (2)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2018 (1)

2017 (1)

2014 (1)