9683

مدلسازي و كنترل ربات چرخدار -راه رونده به روش PID در نرم‌افزار ROS

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1403

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

1404/02/21

مكانيك

Modeling and Control of a Wheel-Leg Robot Using the PID Method in ROS

ربات‌هاي چرخ‌دار و راه‌رونده دو دسته اصلي از ربات‌هاي متحرك هستند كه هر كدام مزايا و معايب خاص خود را دارند. ربات‌هاي چرخ‌دار معمولاً از يك يا چند چرخ براي حركت استفاده مي‌كنند و ساختار ساده‌تر و هزينه پايين‌تري دارند. اين ربات‌ها معمولاً سرعت حركت بالاتري دارند و كنترل آن‌ها ساده‌تر است، اما در محيط‌هاي ناهموار يا داراي موانع زياد، ممكن است با محدوديت‌هايي مواجه شوند. از سوي ديگر، ربات‌هاي راه‌رونده، انعطاف‌پذيري بيشتري در عبور از موانع و حركت در محيط‌هاي ناهموار دارند. اين ربات‌ها مي‌توانند از پله‌ها بالا روند، از روي سنگ‌ها و موانع عبور كنند و حتي در محيط‌هاي طبيعي مانند جنگل يا كوهستان حركت كنند. با اين حال، طراحي و كنترل ربات‌هاي راه‌رونده پيچيده‌تر و معمولاً هزينه ساخت و نگهداري آن‌ها نيز بالاتر است. در اين راستا تركيبي از اين دو ربات استفاده شده تا نسبت به شرايط محيطي از ويژگي‌ها و مزاياي هر دو نوع استفاده شود.ROS 1 با پشتيباني از زبان‌هاي برنامه‌نويسي مختلف، ابزارهاي پيشرفته براي شبيه‌سازي و نمايش داده‌ها، به كاربران كمك مي‌كند تا ربات‌هاي خود را سريع‌تر طراحي، آزمايش و اجرا كنند. اين نرم‌افزار به يك استاندارد جهاني در زمينه رباتيك تبديل شده و براي شبيه‌سازي وكنترل پروژه‌هاي كوچك تا سيستم‌هاي پيچيده و گسترده مناسب است. بنابراين در اين پايان‌نامه به مدل‌سازي‌‌، شبيه‌سازي و كنترل ربات چرخدار-راه‌رونده در محيط نرم‌افزار ROS پرداخته شده است. اين نرم‌افزار براي پيش‌بيني رفتار ربات و مشاهده كارآمد بودن الگوريتم‌هاي تعريف شده كاربرد دارد و باعث صرفه‌جويي در زمان و هزينه مي‌شود. ربات مورد بررسي، داراي چهارپاي تك لينكي كه توسط سرووموتورها به بدنه ربات متصل شده و چهار چرخ كه توسط سرووموتورها درانتهاي هر پا قرار گرفته‌اند، مي‌باشد. براي مسيردهي به ربات در محيط مشخص از كنترل‌كننده 2 PID استفاده شده است كه ابتدا اين الگوريتم بر روي ربات ترتل بات ROS تست و صحت‌سنجي شده و سپس به ربات چرخدار-راه‌رونده اعمال شده است.

ربات چرخدار-راه رونده، ROS، Gazebo، مدل‌سازي، كنترلPID