Robot mudah alih beroda (WMR) telah digunakan secara meluas untuk tujuan navigasi dan aplikasi industry seperti pengesanan jalan dan pengesanan halangan. Robot kebezaan pacu (DDR) merupakan salah satu jenis WMRs dengan konfigurasi roda tertentu di mana dua roda tetap dikawal oleh motor dan satu roda kastor ditambah untuk sokongan mekanikal semasa pergerakan translasi dan putaran. Untuk tujuan pengesanan, pengawal telah memainkan peranan yang amat penting untuk memastikan robot tersebut tidak menyimpang jauh dari lokasi sasaran atau jalan. Dalam projek ini, DDR telah dibina dengan menggunakan dua motor DC. Oleh sebab kebanyakan motor menunjukkan tingkah laku nonlinear, mereka telah dimodelkan dalam struktur Hammerstein-Wiener pembolehhubah yang mengandungi tak lelurus statik dan sistem linear secara siri dengan satu sama lain. Pengenalan model linear telah dijalanakan melalui analisis tindak balas masa dengan pelbagai jenis input, sedangkan tak lelurus adalah dianggar melalui beberapa ujian dalam MATLAB Simulink. Kerja ini juga memberi tumpuan kepada kedua-dua model dinamik dan kinematik DDR di mana pengawal PI telah direka supaya mencapai spesifikasi yang dikehendaki dalam lingkungan linear. Dalam usaha untuk mengambil kira kesan ketidaklinear model motor DC yang biasa dipengaruhi oleh keupayaan halaju bersempadan mereka, pemampas anti-belitan statik (AWC) telah dilaksanakan yang akan diaktifkan semasa output pengawal melebihi sempadan tersebut. Dengan menggunakan strategi ini, peningkatan prestasi pengesanan DDR yang ketara telah ditunjukan melalui simulasi terumatanya semasa jalan yang dikehendaki mempunyai sudut tajam atau belok.
Wheeled mobile robots (WMRs) have been widely used for navigation purposes as well as industrial applications such as path tracking and obstacle detections. Differential drive robot (DDR) is one type of WMRs with a specific wheel configuration where two fixed wheels are controlled by the motors and a castor wheel is added to mechanically support its translational and rotational movements. For tracking purposes, the controller plays a very important role to ensure it does not deviate far from the targeted locations or path. In this project, a DDR is built with two DC motors. As most motors exhibit nonlinear behavior, they are modeled as a multivariable Hammerstein-Wiener structure which contains static nonlinearities and a linear system in series with each other. The identification of the linear model is performed via time response analysis with different types of inputs, whereas the nonlinearities are estimated via several tests in MATLAB Simulink. This work also focuses on both dynamic and kinematic models of the DDR where a proportional-integral (PI) controller is designed to achieve the desired specifications in the linear region. In order to account for the nonlinear effects from the DC motor model which is mainly influenced by its bounded velocity capability, a static anti-windup compensator (AWC) is implemented which is activated when the controller output exceeds the bound. Via this strategy, a significant improvement on the tracking performance of the DDR can be observed via simulations especially when the desired path involves sharp corners or turns.
Anti-windup compensator design for improved tracking performance of differential drive mobile robot _Chan Sing Yew_E3_2017_MFAR