Постановка проблеми. Забезпечення точного та зручного управління мобільними платформами за допомогою дискретного джойстика є актуальним завданням сучасних систем автоматизації. Однією з основних проблем є нерівномірність чутливості джойстика у різних напрямках через неоднорідний розподіл площ сегментів його віртуального поля. Мета. Розробка та оптимізація методики балансування площ сегментів віртуального поля дискретного джойстика для прямокутної, діагональної, полярної систем координат з метою забезпечення однакової чутливості управління. Методологія. Дослідження базується на використанні аналітичних методів визначення площ сегментів віртуального поля для трьох систем координат. Використано метод геометричних перетворень для отримання формул площ. Аналіз виконано з урахуванням умов рівності площ центральної, осьової та діагональної групи сегментів. Отримано графіки залежності площ сегментів від параметра, який визначає розмір центрального сегмента. Результати. Запропоновано аналітичні формули для визначення площ сегментів віртуального поля у трьох системах координат. Встановлено умови балансування площ сегментів для різних груп, що дозволяють забезпечити однакову чутливість або адаптацію під конкретні задачі управління. Визначено оптимальні значення параметра для реалізації балансу у кожній системі координат. Оригінальність. У роботі вперше запропоновано методику аналітичного балансування площ сегментів віртуального поля джойстика для різних систем координат. Розроблено математичну модель, яка враховує специфіку геометрії сегментів у прямокутній, діагональній та полярній системах координат. Практична цінність. Результати дослідження дозволяють налаштовувати параметри джойстика залежно від задач управління мобільними платформами. Це сприяє підвищенню точності, зниженню помилок управління та адаптації джойстика до потреб операторів у різних умовах експлуатації. Перспективи подальших досліджень. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на розробку адаптивних алгоритмів налаштування параметрів джойстика в реальному часі. Також перспективним є врахування динамічних характеристик мобільних платформ та тестування запропонованих моделей у практичних умовах.
- D. Ding, R. A. Cooper, and D. Spaeth, “Optimized joystick controller,” The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, San Francisco, CA, USA, 2004, pp. 4881–4883, doi: 10.1109/IEMBS.2004.1404350.
- R. Rahman, M. S. Rahman, and J. R. Bhuiyan, “Joystick controlled industrial robotic system with robotic arm,” 2019 IEEE International Conference on Robotics, Automation, Artificial-intelligence and Internet-of-Things (RAAICON), Dhaka, Bangladesh, 2019, pp. 31–34, doi: 10.1109/RAAICON48939.2019.18.
- Y. Zhang, L. Xie, Z. Zhang, K. Li, and L. Xiao, “Real-time joystick control and experiments of redundant manipulators using cosine-based velocity mapping,” 2011 IEEE International Conference on Automation and Logistics (ICAL), Chongqing, China, 2011, pp. 345–350, doi: 10.1109/ICAL.2011.6024740.
- H. H. Ward, “The Joystick and the Stepper Motor,” in Programming Arduino Projects with the PIC Microcontroller. Berkeley, CA, USA: Apress, 2022, pp. 123–150. doi: 10.1007/978-1-4842-7230-5_4.
- Y. Liu and J. Suzurikawa, “An easily attachable measurement system of joystick angle in a power wheelchair using IMUs for maneuvering logger,” Scientific Reports, vol. 14, no. 1, p. 8520, 2024, doi: 10.1038/s41598-024-58722-3.
- Y. Rabhi, M. Mrabet, F. Fnaiech, and P. Gorce, “Intelligent joystick for controlling power wheelchair navigation,” 3rd International Conference on Systems and Control (ICoSC), Algiers, Algeria, 2013, pp. 1020–1025, doi: 10.1109/ICoSC.2013.6750981.