CONTROL ALGORITHMS DEVELOPMENT OF MOBILE ROBOT WITH PERTURBATION COMPENSATION
Authors: Веркнер А.С. , Горлова К.О. , Гурьянова Е.О. 
Published: September 2023

исследуются структурные проблемы, связанные с компенсацией детерминированных возмущений, действующих на мобильного робота. Полученный в работе результат позволяет утверждать, что в сравнении с системами, основанными только на обратной связи, применение упреждения возмущения, каскадного управления во многих случаях имеет преимущество. Описаны математическая и компьютерная модели движения мобильного робота для детерминированных возмущений. Представленная математическая модель, имеющая простую структуру, при этом удобная для решения различных задач управления, может применяться в учебно-методических целях. На основе использования принципа внутренней модели обеспечены условия компенсации возмущения в установившемся режиме. Реализовано упреждение возмущения применительно к данному объекту управления. Произведено аналитическое конструирование каскадного управления. Представлено сравнение исследуемых структур систем управления. Проведен сравнительный анализ и исследована эффективность каждого принципа управления, путем проведения численного моделирования. Представленные алгоритмы управления показали свою эффективность в компенсации возмущения, а также улучшили стабильность и быстродействие системы. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и испытаниях систем управления, на которые действуют детерминированные возмущения. В качестве объекта управления рассматривается мобильный робот класса «robot car kit». Компьютерное моделирование проведено в среде класса MATLAB

the paper considers the structural problems associated with compensation of deterministic perturbations acting on a mobile robot. The result obtained in the work makes it possible to assert that in comparison with systems based only on feedback, the use of perturbation anticipation, cascade control in many cases has an advantage. The mathematical and computer models of the movement of a mobile robot for deterministic perturbations are described. The presented mathematical model, which has a simple structure and is convenient for solving various control problems, can be used for educational and methodological purposes. Based on the use of the principle of the internal model, the conditions for compensating the perturbation in the steady state are provided. Disturbance anticipation has been implemented in relation to this control object. An analytical design of cascade control has been made. A comparison of the studied structures of control systems is presented. A comparative analysis has been carried out and the effectiveness of each control principle has been investigated by means of numerical simulation. The presented control algorithms have shown their effectiveness in compensating the disturbance, and also improved the stability and speed of the system. The research results can be used in the development and testing of control systems that are subject to deterministic disturbances. A mobile robot of the "robot car kit" class is considered as a control object. Computer simulation was carried out in the MATLAB class environment