Ứng dụng thuật toán điều khiển trượt điều khiển vị trí ghế ngồi trên robot vận chuyển người lên cầu thang
Abstract
This paper presents a method to control the position of people sitting on a robot transporting people up and down stairs by applying a sliding control algorithm to control a linear actuator. At the same time, the article also presents the combination of a Kalman filter to process signals measured from the tilt angle sensor to accurately determine the user's operating status when the robot climbs stairs. Simulation and experimental results show that the controller's responsiveness and noise filtering are effective in the process of controlling the user's position to adapt to changes in the environment. The research creates a premise for Designing and manufacturing robots to transport people up and down stairs safely and effectively.
Tóm tắt
Bài báo trình bày phương pháp điều khiển vị trí đối tượng ngồi trên robot vận chuyển người lên cầu thang thông qua việc áp dụng thuật toán điều khiển trượt vào điều khiển cơ cấu chấp hành tuyến tính. Đồng thời bài báo cũng trình bày việc kết hợp bộ lọc Kalman để xử lý tín hiệu đo được từ cảm biến góc nghiêng để xác định chính xác trạng thái hoạt động của người dùng khi robot leo cầu thang. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy khả năng đáp ứng của bộ điều khiển và việc lọc nhiễu có hiệu quả trong quá trình điều khiển vị trí của người dùng thích nghi với sự thay đổi của môi trường. Nghiên cứu tạo tiền đề cho việc thiết kế chế tạo robot vận chuyển người lên, xuống cầu thang an toàn, hiệu quả.
Tài liệu tham khảo
[1] K. ASNAKE, "Control of stair climbing wheelchair using fuzzy sliding mode controller," ADDIS ABABA SCIENCE AND TECHNOLOGY UNIVERSITY, 2020.
[2] Jesse Leaman, and Hung Manh La, "iChair: Intelligent Powerchair for Severely Disabled People," in The ISSAT International Conference on Modeling of Complex Systems and Environments (MCSE), Da Nang, Viet Nam, 2015.
[3] Hyun-Chang Hwang, Won-Young Lee,Jong-Hee Ha, Eung-Hyuck Lee, "A Study on Autonomous Stair-climbing System," j.inst.Korean.electr.electron.eng, vol. 25, pp. 262-270, 2021.
[4] Bibhu Sharma, Branesh M Pillai, Korn Borvorntanajanya, Jackrit Suthakorn, "Modeling and Design of a Stair Climbing Wheelchair with Pose Estimation and Adjustment," Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 106, 2022.
[5] Yangmin, "Adaptive Sliding Mode Control with perturbation estimation and PID liding surface for tracking of a piezo-driven micromaniulator," vol. 18, no. 4, pp. 798-810, 2010.
[6] A. H. D. N. V. T. Singhal, "State estimation and error analysis of a single state dynamic system with sensor data using Kalman Filter," International Journal of Information and Electronics Engineering, vol. 3, no. 4, pp. 399-402, 2013.
[7] Daisuke Endo, Atsushi Watanabe, and Keiji Nagatani, "Stair Climbing Control for 4-DOF Tracked Vehicle Based on Internal Sensors," Hindawi journal of Robotics, vol. 2017, 2017.
[8] Anastasios I. Mourikis, Nikolas Trawny, Stergios I. Roumeliotis, Daniel M. Helmick, and Larry Matthies, "Autonomous Stair Climbing for Tracked Vehicles," The International Journal of Robotics Research, vol. 26, no. 7, pp. 737 - 758, 2007.
[9] N.M. Abdul Ghani, M.O. Tokhi, "Simulation and control of multipurpose wheelchair for disabled/elderly mobility," Integrated Computer-Aided Engineering, Vols. DOI 10.3233/ICA-160526, pp. 331-347, 2012.
[10] Salmiah Ahmad· Nazmul H. Siddique·M. Osman Tokhi, "A Modular Fuzzy Control Approach for Two-Wheeled Wheelchair," J Intell Robot Syst(2011), pp. 41-426, 2011.
