Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Розробка фізичної моделі пристрою для транспортування малогабаритних вантажів

Олександр Зарівний, Юрій Ромасевич
Завантажити статтю
Анотація

У роботі описано процес створення фізичної моделі (прототипу) пристрою для транспортування малогабаритних вантажів, яка дає змогу перевіряти роботу алгоритмів стабілізації та керуванням руху даного класу пристроїв. Розроблено CAD-модель модель пристрою та на її основі проведено збірку фізичної моделі пристрою. На базі мікроконтролера STM32 розроблено систему стабілізації положення пристрою, яка отримує сенсорну інформацію від акселерометра і гіроскопа. Розроблено програмний код опитування та обробки даних з датчиків та керування приводами. Проведені тестові випробування і збір даних при стабілізації положення пристрою. Виконано короткий аналіз даних та вказано перспективи подальших досліджень у даному напрямку

Ключові слова

двоколісний пристрій, фізична модель, керування рухом, нестійка динамічна система

ЦИТУВАТИ
Zarivny, O., & Romasevych, Yu. (2023). Development of a physical model of the device for transporting small loads. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 19(6). https://doi.org/10.31548/dopovidi6(106).2023.024
Використані джерела

[1] Chiraz, J.B., & Seddik, Hassene. (2021). Design of a PID optimized neural networks and PD fuzzy logic controllers for a two-wheeled mobile robot. Asian Journal of Control, 23, 23-41. doi: 10.1002/asjc.2356.

[2] Guo, L., Ali, S., Rizvi, A., & Lin, Z. (2020). Optimal control of a two-wheeled self-balancing robot by reinforcement Q-learning. 16th International Conference on Control & Automation. doi: 10.1109/icca51439.2020.9264485.

[3] Jeyed, A., & Ali, J. (2020). A nonlinear optimal control based on the SDRE technique for the two-wheeled self-balancing robot. Australian Journal of Mechanical Engineering, 1-9. doi: 10.1080/14484846.2020.1745733.

[4] Li-Gang, L., & Ming, X. (2019). Nonlinear control of two-wheeled robot based on novel analysis and design of SDRE scheme. Transactions on Control Systems Technology, 1-9. doi: 10.1109/TCST.2019.2899802.

[5] Komor, D., Roman, R., Precup, R., David, R., & Pamfilii, I. (2020). Models of two-wheeled mobile robots with experimental validation. 14th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics, 211-216. doi: 10.1109/SACI49304.2020.9118823.

[6] Faruk, Ü. (2021). Proportional control moment gyroscope for two-wheeled self-balancing robot. Journal of Vibration and Control, 1-9. doi: 10.1177/10775463211009988.

[7] Kim, S., & Kwon, S.J. (2020). Robust transition control of underactuated two-wheeled self-balancing vehicle with semi-online dynamic trajectory planning. Mechatronics, 68, 102366. doi: 10.1016/j.mechatronics.2020.102366.

[8] Flavius-Catalin, P., Szeidert, I., Ioan, F., & Vasar, C. (2021). Two-wheeled self-balancing robot. 15th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics. doi: 10.1109/saci51354.2021.9465568.

[9] Ngoc, K.V., & Hong, Q.N. (2021). Design low-order robust controller for self-balancing two-wheel vehicle. Mathematical Problems in Engineering. doi: 10.1155/2021/6693807.

[10] Zambella, G., Monteleone, S., Alarcón, E., Negrello, F., Lentini, G., Caporale, D., Grioli, G., Garabini, M., Catalano, M., & Bicchi, A. (2020). An integrated dynamic fall protection and recovery system for two-wheeled humanoids. Robotics and Automation Letters, 5(2), 2138-2145. doi: 10.1109/LRA.2020.2970951.

[11] Yisheng, G., Zhaoheng, Z., Daye, C., Tao, Z., Haifei, Z., & Li, H. (2021). Kinematic modeling, analysis, and verification of an Essboard-like robot. Transactions on Mechatronics, 26(2), 864-875. doi: 10.1109/TMECH.2020.3009421.

[12] Tofigh, M.A., Mahjoob, M.J., Hanachi, M.R., & Ayati, M. (2021). Fractional sliding mode control for an autonomous two-wheeled vehicle equipped with an innovative gyroscopic actuator. Robotics and Autonomous Systems, 140, article number 103756. doi: 10.1016/j.robot.2021.103756.

[13] Tian, D., Tai, Y., & Ma, Z. (2020). Control of different-axis two-wheeled self-balancing vehicles. IEEE Access, 8, 158839-158851. doi: 10.1109/access.2020.3019538.

[14] Chih-Hung, G., Long-Ping, Z., & Yu-Hua, C. (2021). Self-balancing two-wheeled robot featuring intelligent end-to-end deep visual-steering. Transactions on Mechatronics, 26(5), 2263-2273. doi: 10.1109/TMECH.2020.3036579.

[15] Liu, Z., Suo, C., Liu, Y., Shen, Y., Qiao, Z., & Wei, H. (2020). Deep learning-based localization and perception systems: approaches for autonomous cargo transportation vehicles in large-scale, semi-closed environments. Robotics & Automation Magazine, 27(2), 139-150. doi: 10.1109/MRA.2020.2977290.