Accounting for phase limitations during intense acceleration of a mobile robot and its' motion in drift mode
- Authors: Reshmin S.A.1, Bektybaeva M.T.1,2
-
Affiliations:
- Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences
- RUDN University
- Issue: Vol 515, No 1 (2024)
- Pages: 50-59
- Section: MATHEMATICS
- URL: https://journals.rcsi.science/2686-9543/article/view/259878
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686954324010087
- EDN: https://elibrary.ru/ZTSFXL
- ID: 259878
Cite item
Abstract
The problem of effectively controlling the traction of an all-wheel drive wheeled robot after a sharp turn due to the sudden appearance of a long obstacle on the way has been solved. It is assumed that during steering the body is parallel to the obstacle and the front wheels are aligned. It is required to ensure acceleration along the obstacle and at the same time avoid a side collision with it. The solution is based on the so-called linear tangent law, adapted to consider phase restrictions. At a finite time interval, the speed of wheel rotation was obtained during lateral movement in drift mode and subsequent acceleration on the verge of slipping along a straight line, which is as close as possible to the boundary of the obstacle. The corresponding trajectory is also shown. The dependence of the longitudinal speed developed at the end of the maneuver on the initial distance to the obstacle and the time of the maneuver was studied. The left-side limits of wheel angular acceleration and power at the end of the sliding section are determined. The found trajectory is compared with some other trajectories consisting of a curved and straight section. As a result of numerical calculations, it is shown that it is more effective.
About the authors
S. A. Reshmin
Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: reshmin@ipmnet.ru
Corresponding Member of RAS
Russian Federation, MoscowM. T. Bektybaeva
Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences; RUDN University
Email: madi8991@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow
References
- Борисов А.В., Мамаев И.С., Килин А.А. Избранные задачи неголономной механики. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. 289 с.
- Девянин Е.А. О движении колесных роботов / Доклады научной школы-конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы». М., 1998. С. 169–200.
- Каленова В.И., Карапетян А.В., Морозов В.М., Салмина М.А. Неголономные механические системы и стабилизация движения // Фундаментальная и прикладная математика. 2005. Т. 11. № 7. С. 117–158.
- Мартыненко Ю.Г., Ленский А.В., Кобрин А.И. Декомпозиция задачи управления мобильным одноколесным роботом // Мобильные роботы: робот-колесо и робот-шар / Сб. работ под ред. А.В. Борисова и др. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2013. С. 205–209.
- Мартыненко Ю.Г., Формальский А.М. К теории управления моноциклом // ПММ. 2005. Т. 69. Вып. 4. С. 569–583.
- Формальский А.М. Управление движением неустойчивых объектов. М.: Физматлит, 2012. 232 с.
- Журавлев В.Ф. О плоских автоколебаниях колеса на консольной подвеске // Изв. РАН. МТТ. 2012. № 2. С. 3–8.
- Журавлев В.Ф., Климов Д.М., Плотников П.К. Новая модель шимми // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 5. C. 13–23.
- Журавлев В.Ф., Розенблат Г.М. О колебаниях колесного экипажа при наличии трения // ДАН. 2011. Т. 436. № 5. С. 627–630.
- Журавлев В.Ф., Розенблат Г.М. О неустойчивости экипажа в вертикальной плоскости при прямолинейном движении с учетом сил трения // Изв. РАН. МТТ. 2011. № 4. С. 3–17.
- Решмин С.А. Анализ условий потери тяги транспортного средства при интенсивном старте // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 3. С. 24–33. doi: 10.1134/S000233881903017X
- Решмин С.А. Качественный анализ нежелательного эффекта потери силы тяги транспортного средства во время интенсивного старта // ДАН. 2019. Т. 484. № 3. С. 289–293. doi: 10.31857/S0869-56524843289-293
- Бутарович Д.О., Косицын Б.Б., Котиев Г.О. Метод разработки энергоэффективного закона управления электробусом при движении по городскому маршруту // Труды НАМИ. 2017. № 2. С. 16–27.
- Косицын Б.Б. Экспериментальное исследование энергоэффективного закона управления движением электробуса на городском маршруте // Журнал автомобильных инженеров. 2017. № 5. С. 15–23.
- Косицын Б.Б., Чжэн Х., Газизуллин Р.Л. Модернизация управляющей и измерительной систем стенда “Грунтовый канал” и разработка математической модели движения колеса в условиях стенда // Труды НАМИ. 2021. № 1. С. 25–34. doi: 10.51187/0135-3152-2021-1-25-34
- Брайсон А., Хо Ю-ши. Прикладная теория оптимального управления. М.: Мир, 1972. 544 с.
- Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высшая школа, 2003. 614 с.
- Деменков Н.П. Оптимальное управление в классическом вариационном исчислении. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 133 с.
- Охоцимский Д.Е., Энеев Т.М. Некоторые вариационные задачи, связанные с запуском искусственного спутника Земли // УФН. 1957. Т. 63. № 1. С. 5–32.
- Исаев В.К. Принцип максимума Л.С. Понтрягина и оптимальное программирование тяги ракет // Автомат. и телемех. 1961. Т. 22. Вып. 8. С. 986–1001.
- Розенблат Г.М. Об оптимальном повороте твердого тела при помощи внутренних сил // Докл. РАН. Математика, информатика, процессы управления. 2022. Т. 505. № 1. С. 92–99. doi: 10.31857/S2686954322040154
- Бектыбаева М.Т., Решмин С.А. Методика решения задач оптимального управления механическими системами при ограничении на модуль управляющей силы // Modern European Researches. 2023. № 1 (Т. 1). С. 38–44.
- Решмин С.А. Оптимальное управление силой тяги при скоростном маневрировании в условиях сухого трения // ПММ. 2023. Т. 87. Вып. 4. С. 604–617.
Supplementary files
