Search

Due to the prospect of using walking robots in an impassable environment for tracked or wheeled vehicles, walking locomotion is one of the most remarkable accomplishments in robotic history. Walking robots, however, are still being deeply researched and created. Locomotion over irregular terrain and energy consumption are among the major problems. Walking robots require many actuators to cross different terrains, leading to substantial consumption of energy. A robot must be carefully designed to solve this problem, and movement parameters must be correctly chosen. We present a minimization of the hexapod robot’s energy consumption in this paper. Secondly, we investigate the reliance on power consumption in robot movement speed and gaits along with the Cost of Transport (CoT). To perform optimization of the hexapod robot energy consumption, we propose two algorithms. The heuristic algorithm performs gait switching based on the current speed of the robot to ensure minimum energy consumption. The Red Fox Optimization (RFO) algorithm performs a nature-inspired search of robot gait variable space to minimize CoT as a target function. The algorithms are tested to assess the efficiency of the hexapod robot walking through real-life experiments. We show that it is possible to save approximately 7.7–21% by choosing proper gaits at certain speeds. Finally, we demonstrate that our hexapod robot is one of the most energy-efficient hexapods by comparing the CoT values of various walking robots., This article belongs to the Special Issue Modelling and Control of Mechatronic and Robotic Systems

Disertacijoje nagrinėjami bejutiklių asinchroninių dažninių elektros pavarų dinamiai modeliai ir pereinamieji vyksmai. Disertaciją sudaro įvadas, trys pagrindiniai skyriai, išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje formuluojama tiriamoji problema, darbo aktualumas, tyrimų objektas, darbo tikslas ir uždaviniai, tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos autoriaus paskelbtos publikacijos disertacijos tema ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje pateikta dažninių elektros pavarų matematinių modelių analizinė literatūros apžvalga. Išanalizuotos asinchroninio variklio koordinačių sistemos ir jų transformavimas. Apžvelgta: variklio valdymo metodai, bejutiklių pavarų kūrimo ir taikymo aktualumas, aprašytas neraiškiosios logikos reguliatoriaus valdymo principas. Apibendrinta realiuoju laiku valdomų elektromechaninių pavarų kūrimo problematika. Formuluojamos skyriaus išvados ir disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašoma bejutiklių asinchroninių pavarų kompiuterinių modelių sudarymui naudojama metodika ir priemonės. Sudaromas greičio stebiklio matematinis ir kompiuterinis modeliai. Aprašoma neraiškiosios logikos reguliatoriaus sintezė ir elektromechaninės sistemos valdymo realiuoju laiku priemonės. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados. Trečiajame skyriuje pristatomi imitaciniai ir eksperimentiniai tyrimai. Sudaromi bejutiklių elektros pavarų kompiuteriniai modeliai pavaros pereinamiesiems vyksmams tirti. Ištirta netiesinė, su greičio grįžtamuoju ryšiu sistema, kurios valdymui pritaikytas kombinuotas neraiškiosios logikos ir proporcinis integralinis diferencialinis (PID) reguliatorius, kuris veikia visame darbinių greičių diapazone. Bandymai atliekami esant skirtingiems greičio reguliatoriams, skirtingoms apkrovoms bei keičiant greičio nuostato signalą. Atlikta sudarytų dinaminių modelių adekvatumo patikra realiuoju laiku valdomu eksperimentiniu dažninių pavarų stendu. Disertacijos tema paskelbta dešimt mokslinių straipsnių: keturi – periodiniuose recenzuojamuose mokslo leidiniuose; trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Thomson Reuters Web of Science duomenų bazę; vienas – Lietuvos mokslo žurnaluose; šeši – kituose tarptautinių ir respublikinių konferencijų leidiniuose. Disertacijos tema perskaityti devyni pranešimai Lietuvos ir tarptautinėse konferencijose.

The paper presents a two-mass system with a finite stiffness and fuzzy logic controller with feedback signals proportional to speed error and its derivative. Solutions to improve the dynamics of the two-mass system were considered. The paper deals with some essential benefits of a fuzzy logic controller to control the drive speed of the induction motor of the two-mass system. A computer model of the two-mass system with Takagi-Sugeno fuzzy type controller is presented. The simulation model and results of the controlled two-mass system are discussed. The transients of the system with different reference speed are introduced. Article in Lithuanian. Dvimasė elektromechaninė sistema su neraiškiosios logikos reguliatoriumi Santrauka.Nagrinėjama dvimasė elektromechaninė sistema, kurioje yra galinčių deformuotis grandžių. Dalys, turinčios standumo, sukelia nepageidaujamus virpesius ir švytavimus, todėl būtina ieškoti sprendimų, kaip sumažinti jų įtaką sistemai. Sudarytas uždarosios dvimasės sistemos su neraiškiosios logikos reguliatoriumi Simulink modelis. Variklio modelis sudarytas sinchroniniu greičiu besisukančioje koordinačių sistemoje. Atliktas dvimasės elektromechaninės sistemos imitavimas esant skirtingoms greičio nuostatoms. Pateikti sistemos paleidimo proceso imitacijos rezultatai rodo, kad neraiškiosios logikos reguliatorius sumažina tiek variklio, tiek antrosios masės greičio švytavimus. Reikšminiai žodžiai: dvimasė sistema, elektromechaninė sistema, neraiškioji logika, reguliatorius.

This paper considers the closed loop model of ventilation system with induction motor drive. The Takagi-Sugeno fuzzy logic controller with PD created. Proposed fuzzy logic controller was created using Matlab and function ANFIS (adaptive neuro-fuzzy inference system).The ventilation system model was simulated with three types of different controllers: conventional PI (proportional-integral), PD (proportional-derivative) and Fuzzy logic PD controller. The advantages of created fuzzy logic controller and simulation results of proposed system were presented and analyzed.