Naslov
Upravljanje četveronožnim robotom Dynarobin po neravnom terenu
(Control of Quadruped Robot Dynarobin on Uneven Terrain)

Autori
Arambašić, Alexandar

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
29.09

Godina
2016

Stranica
73

Mentor
Zdenko Kovačić

Neposredni voditelj
Kočo, Edin

Ključne riječi
Četveronožni hodač; Dynarobin; Matlab/Simulink; Stateflow; pitch kut; roll kut; automat stanja; upravljački algoritam; prepreka; kosina; stanje; prijelaz; P regulator; ROS; detekcija prepreke; Catmull-Rom
(Quadruped robot; Dynarobin; Matlab/Simulink; Stateflow; pitch angle; roll angle; state machine; control algorithm; obstacle; slope; state; transition; P controller; ROS; obstacle detection; Catmull-Rom)

Sažetak
Cilj ovog rada je izrada upravljačkih algoritama za gibanje četveronožnog hodača Dynarobin po različitim vrstama neravnina, odnosno prepreka. Na početku je dan opis robota Dynarobin. Robot je pogonjen motorima Dynamixel, a na svakoj nozi ima senzor sile. Na tijelu robota nalazi se upravljački sustav koji se sastoji od Odroid računala ("On-board computer-OBC"), upravljačke ploče za motore („Motor controller board - MCB“) te IMU jedinicu AHRS („IMU – Inertial measurement unit“). Nadalje je opisan koncept upravljanja robotom pomoću simulatora unutar Matlab/Simulink okruženja. Robotom se upravlja koristeći upravljačke algoritme razvijene pomoću Stateflow alata za izradu automata stanja. Unutar upravljačkog algoritma pozivaju se razne funkcije napisane u Matlabu, kao na primjer funkcija za izvođenje trajektorija ili pak funkcija za određivanje kuta trajektorija. Prilikom nailaska na prepreku koriste se tri izvedbe regulatora kako bi se upravljalo pozom robota. Upravljanje pozom robota bitno je zbog korekcije kuteva poniranja i valjanja tijela robota, odnosno cilj je dovesti te kuteve blizu nule prilikom penjanja na prepreku. Upravljački algoritam 1 bazira se na korekciji kuta poniranja, dok se upravljački algoritam 2 bazira na korekciji kuta valjanja. Prve dvije inačice regulatora su P regulatori koji se primjenjuju na blok "Inverzna kinematika tijela robota" definiran na Jakobijanu. Blok inverzne kinematike ostvaruje upravljanje pozom robota na način da se zadaju referentne brzine tijela robota na ulaz bloka, translacijske i rotacijske brzine. Treća inačica regulatora je P regulator koji je spojen direktno na Stateflow upravljački algoritam i služi korekciji z koordinate određenih nogu te se na taj način direktno upravlja pozom robota bez posredstva bloka inverzne kinematike. Upravljanje modelom robota u simulaciji izvedeno je pomoću sve tri inačice regulatora, dok je na stvarnom robotu izvedeno upravljanje samo pomoću treće inačice regulatora, s obzirom da su se odzivi inverzne kinematike pokazali nezadovoljavajućima pri korištenju na stvarnom robotu. U svim simulacijama odzivi kuta poniranja i kuta valjanja osciliraju blizu nule što pokazuje efikasnost algoritama upravljanja u simulaciji. U pokusima na stvarnom robotu odzivi kuteva poniranja i valjanja tijela robota pokazali su se zadovoljavajućima, međutim zbog mnoštva praktičnih problema(centar mase nije idealno pozicioniran, česti su trzaji prilikom gibanja itd.), gibanje nije idealno te tu postoje mogućnosti unaprjeđenja algoritama kako bi gibanje bilo glađe i kontinuiranije.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA