طراحی یک سیستم کنترل کننده فازی سلسله مراتبی به منظور هدایت ربات و پیشگیری از برخورد با موانع

نوع مقاله : مقاله مکانیک

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مکاترونیک، واحد آبادان، دانشگاه آزاد اسلامی، آبادان، ایران

2 استادیار گروه مکاترونیک، واحد آبادان، دانشگاه آزاد اسلامی، آبادان، ایران

3 عضو هیات علمی، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز- پردیس صنعتی شهدای هویزه، دشت آزادگان، ایران

چکیده

از مزایای کنترل فازی به عنوان یک کنترلر هوشمند، عدم نیاز به محاسبات تکراری و همچنین قابلیت استفاده از تجربه کارشناسان در زمینه کنترل حرکت رباتها در محیطهای ناشناخته می‌باشد. لذا میتوان به جای استفاده از حل یک مسئله بهینه و فرموله کردن قوانین، از روش کنترل فازی برای انتقال این قوانین به صورت بیقاعده به ربات و یا مجموعه ی رباتها استفاده نمود. معماری کنترل‌کننده فازی پیشنهادی در این پژوهش از سه عامل تشکیل شده است: عامل ناوبری ربات، که با یک کنترل‌کننده مبتنی بر فازی به کنترل ربات در رسیدن به نقطه هدف کمک میکند. عامل اجتناب از مانع، که با استفاده از یک کنترل فازی سلسله مراتبی وظیفه دور نگه داشتن ربات از موانع را بر عهده دارد و یک عامل ادراک که با استفاده از هشت حسگر اطلاعات لازم در مورد محیط را ارائه میدهد. برای هماهنگی میان عوامل نامبرده، تابع ارزش به منظور حذف موقعیتهای تضاد بین عاملها ارائه شده است. نتایج شبیه سازی تاییدکننده اثربخشی و کارایی روش پیشنهادی ارائه شده است، به طوری که ربات میتواند بدون برخورد با موانع در محیطی با موانع مختلف به موقعیت هدف برسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design of a hierarchical fuzzy control system to guide the robot and prevent collisions with obstacles

نویسندگان [English]

  • Alireza Makvandi 1
  • Hesam Makvandi 2
  • Sayed Ehsan Alavi 3
1 Department of Engineering, Abadan Branch, Islamic Azad University, Abadan, Iran
2 Department of Engineering, Abadan Branch, Islamic Azad University, Abadan, Iran
3 Faculty of Engineering, Shohadaye Hoveizeh Campus of Technology, Shahid Chamran University of ahvaz, DashteAzadegan, Iran
چکیده [English]

Among the advantages of utilizing fuzzy control as an intelligent controller, one can name the elimination of the need for repetitive calculations as well as the ability to use the experience of experts in controlling the robots' motions in uncharted environments. Instead of solving an optimization problem or formulating rules, the fuzzy control method can transfer these rules irregularly to a robot or a group of robots. The fuzzy controller proposed in the current contribution consists of three agents: A robot navigation agent, which helps the robot reach the target point using a fuzzy-based controller, an obstacle avoidance agent which exploits a hierarchical fuzzy control to keep the robot away from obstructions, and a perception agent that employs eight sensors to provide the required information concerning the environment. A value function is proposed to coordinate the aforementioned factors eliminating possible conflict scenarios. The simulation results confirm the effectiveness and efficiency of the proposed approach. Moreover, it is shown that the robot can reach the target point without colliding with obstacles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Smart routing
  • Hierarchical fuzzy control
  • Mobile robot
  • Value function
  • Fuzzy control type II