T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s t   20 26 ,   p p .   1 39 6 ~1 40 8   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 24 i 4 . 27654          1396       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   H ea ding  stabili z a tion o a   m ecan u m  w heel  m o bile r o bo using   K a l m a n  f il ter   a nd   SM C   und er va ri a tion co ndition       Ardia nto   Sy a if ur  Ro h m a n T un j u ng   G ena r s ih Si h m a ul a na   Dw ia nt o Nuzula   Af ia na h Sa ls a bil a   L ia nd ra   P utr i Nurul  Z a ina l   F a na ni M o cha m a I rw a n Na ri Ah m a d Ro f i i F endi k   E k o   P urno m o ,   Sy a m s ia K a utsa r Ang g a   D w ina nd a Alf a n Ah m a d B er l ia n   D e p a r t me n t   o f   En g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   N e g e r i   Je mb e r ,   Je mb e r ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   3 2025   R ev i s ed   A p r   30 2 0 2 6   A cc ep ted   Ma y   25 2026       T h is  p a p e p re se n ts  a   ro b u st   h e a d in g   sta b il iza ti o n   sy ste m   f o a   m e c a n u m   w h e e m o b il e   ro b o b y   in teg ra ti n g   a   Ka l m a n   f il ter   ( KF )   w it h   slid in g   m o d e   c o n tro (S M C).   A   tw o - sta te  KF   e sti m a tes   th e   ro b o t h e a d i n g   a n g le  a n d   g y ro sc o p e   b ias   f ro m   ICM 2 0 9 4 8   in e rt ial  m e a su re m e n u n it   ( IM U )   m e a su re m e n ts,  re d u c i n g   se n so r   n o ise   b y   6 5 %   a n d   c o m p e n sa ti n g   f o b ias   d rif o f   0 . 3 °   p e s e c o n d .   T h e   e sti m a ted   h e a d in g   is  re g u late d   u sin g   SMC   w it h   a   b o u n d a ry   la y e to   m in i m ize   c h a tt e rin g .   Im p le m e n ted   o n   a   Ra sp b e rry   P 3 B,   th e   sy ste m   w a v a li d a ted   u n d e v a r y in g   su rfa c e   f rictio n   c o n d i ti o n a n d   e x tern a d istu r b a n c e s.  T h e   c o n tr o ll e a c h iev e d   h e a d in g   sta b il iza ti o n   w it h   ro o m e a n   sq u a re   e rro (RM S E b e tw e e n   0 . 3 8 0 °   a n d   0 . 5 8 9 °   a c ro ss   a ll   su rf a c e s,   ste a d y - sta t e   e rro w it h in   ±0 . 5 ° ,   a n d   c o n v e rg e n c e   w it h in   2 . 0 2 . 6   se c o n d s.  U n d e r   se v e re   d istu rb a n c e c a u sin g   h e a d i n g   d e v iatio n u p   t o   2 3 8 ° ,   ra p id   re c o v e r y   w it h in   0 . 5   se c o n d s   w a a c h iev e d   w it h   o n ly   3 . 0 4 °   f in a ste a d y - sta te  e rro r.   T h e   re su lt d e m o n stra te  th e   f e a sib il it y   o f   i m p le m e n ti n g   ro b u st   h e a d in g   sta b il iza ti o n   o n   l o w - c o st  e m b e d d e d   p latf o rm f o a u to n o m o u s   n a v ig a ti o n   a p p l ica ti o n s .   K ey w o r d s :   H ea d in g   s tab ilizatio n   I n er tial  m ea s u r e m e n t u n it   s en s o r   Kal m a n   f ilter   Me ca n u m   w h ee l   M o b ile  r o b o t   S lid in g   m o d co n tr o l   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T u n j u n g   Ge n ar s i h   Dep ar t m en o f   E n g i n ee r in g ,   P o litek n ik   Ne g er i J e m b er   J em b er ,   I n d o n esia     E m ail:  t u n j u n g . g e n ar s i h @ p o lij e. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O   W ith   th g r o w th   o f   au to m ati o n   tech n o lo g y ,   o m n id ir ec tio n al  m o b ile  r o b o s y s te m s   ha ve   b ec o m e   w id el y   u s ed   i n   t h i n d u s tr ial  s ec to r ,   p ar ticu lar l y   f o r   tr an s p o r tin g   a n d   s o r ti n g   m ater ia ls   i n   w ar eh o u s e s   [ 1 ] .   r o b o ca p a b le  o f   m o v i n g   i n   a n y   d ir ec tio n   w it h o u th n ee d   t o   r o tate  o r   m ak t u r n ,   f o r   in s tan ce ,   m ec an u m - w h ee m o b ile  r o b o [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   p r o v id es  th ess e n tial  f le x ib ilit y   in   in d u s tr ial  an d   w ar eh o u s en v ir o n m en ts   w h ic h   ar n ar r o w ,   d y n a m ic,   a n d   f ill ed   w it h   o b s tacle s .   T h m o b il it y   ad v an ta g es   o f   o m n id ir ec ti o n al  r o b o ts   en ab le   th e m   to   e x ec u te   m a n e u v er s   m o r ef f icie n tl y ,   m i n i m ize  t h t r av el  ti m e,   a n d   en h an ce   p r o d u cti v it y   i n   co m p le x   w ar e h o u s o p er atio n s .   C o n s e q u en tl y ,   th u s o f   m ec a n u m   w h ee m o b ile  r o b o ts   w ith in   t h in d u s tr ial  s ec to r   h as b ec o m a n   i m p o r tan f o cu s   in   t h d ev elo p m e n t o f   a u to n o m o u s   r o b o tic  s y s te m s .   A lt h o u g h   m ec a n u m   w h ee m o b ile  r o b o ts   p r o v id s u p er io r   m o b ilit y ,   t h e y   s till   e n co u n te r   m aj o r   ch alle n g e,   th h ea d i n g   s tab ili za tio n   is s u es  in f l u e n ce d   b y   s ev er al  ex ter n al  f ac to r s ,   in clu d in g   s u r f ac e - f r ictio n   v ar iatio n s ,   ex ter n al  in ter f er e n ce ,   an d   s en s o r   in ac cu r ac ie s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h er ef o r e,   th ef f ec ti v e n es s   an d   ef f icie n c y   o f   th s y s te m   ar es s en tial  to   en s u r h ea d i n g   s tab ilit y   t h r o u g h   its   o p er atio n .   T h r eliab le  h ea d in g   s tab ilizatio n   is   cr u cial,   e s p ec iall y   w h e n   t h r o b o h as  to   o p er ate  au to n o m o u s l y   in   e n v ir o n m en ts   f ill ed   w i th   o b s tacle s   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           Hea d in g   s ta b iliz a tio n   o f a   me ca n u w h ee l m o b ile  r o b o t u s in g   K a lma n   filt er  …  ( A r d ia n to   S ya ifu r   R o h ma n )   1397   v ar y i n g   s u r f ac e   co n d itio n s ,   h en ce   th e   ac cu r ac y   a n d   r esp o n s s p ee d   o f   t h co n tr o s y s te m   s i g n i f ica n tl y   d eter m in t h o v er all  p er f o r m an ce   o f   t h r o b o t.   I n   an   ef f o r to   ad d r ess   th ese  ch alle n g e s ,   s ev er al  co n tr o m et h o d s   h av b ee n   p r o p o s ed ,   am o n g   t h ese  i s   th co m b i n atio n   o f   th e   Kal m an   f ilter   ( KF)   [ 4 ] ,   [ 6 ]   an d   s li d in g   m o d co n tr o ( SM C )   [ 5 ] ,   [ 7 ]   KF  is   u s ed   to   esti m ate  t h r o b o t’ s   h ea d i n g   an g le   in   m o r ef f icie n w a y   b y   h an d li n g   s e n s o r   n o i s a n d   b ias  d r if t,  w h ile  SMC   p r o v id es  th r o b u s s tab ilit y   ag ai n s in ter f er en ce   an d   in ac cu r ac y ,   in cl u d in g   th v ar ia tio n s   o f   f r ictio n   o n   th s u r f ac w h ic h   o f ten   o cc u r s   to   m ec a n u m   r o b o t.  A lt h o u g h   th ese  tech n iq u es  h a v b ee n   w id el y   u s ed   in   th e   liter atu r es  [ 5 ] ,   [ 8 ]   th i m p le m en tatio n   o f   th co m b in ed   KF - SMC   ap p r o a ch   o n   m ec an u m   r o b o u n d er   r ea w o r ld   co n d itio n s ,   f o r   in s ta n ce ,   th v ar iatio n s   in   s u r f ac f r ict io n   an d   ex ter n al  in ter f er en ce s ,   is   s till   i m m en s el y   li m ited .   T h is   r esear c h   ai m s   t o   d ev elo p   an d   v alid ate  t h co n tr o s y s te m   f o r   h ea d in g   s tab ilizatio n   o n   th e   m ec an u m   r o b o w i th   t h u til i za tio n   o f   KF  f o r   h ea d in g   esti m atio n   a n d   g y r o s co p b ias  as  w el as  SMC   f o r   h ea d in g   co n tr o ller ,   w h ic h   is   i m p le m e n ted   o n   lo w - co s t e m b ed d ed   p latf o r m .   Me ca n u m   w h ee m o b ile  r o b o t s   h av g a in ed   s i g n i f ica n atte n tio n   in   in d u s tr ial  au to m atio n   d u to   th eir   o m n id ir ec tio n al  m o b ilit y   ca p ab ilit ies  [ 9 ] - [ 1 1 ] .   Un lik e   co n v e n tio n al  d i f f er en tial - d r iv r o b o ts ,   th ese  p lat f o r m s   ca n   m o v i n   an y   d ir ec tio n   w it h o u r eo r ien tat io n ,   m ak i n g   t h e m   p ar ticu lar l y   s u itab le  f o r   co n f i n ed   an d   d y n a m ic  en v ir o n m e n t s   [ 1 2 ] - [ 1 4 ] .   Ho w ev er ,   th eir   m ec h a n ical  co m p l ex it y   i n tr o d u ce s   ch a llen g e s   in   ac h ie v in g   p r ec is e   h ea d in g   co n tr o l,  esp ec iall y   w it h   w h ee s lip p ag e,   u n e v en   s u r f ac f r ictio n ,   an d   e x ter n al  d is tu r b an ce s   [ 1 5 ] - [ 1 7 ] .   Hea d in g   s tab ilizatio n   is   f u n d a m e n tal  f o r   au to n o m o u s   n av i g atio n   s y s te m s ,   d ir ec tl y   af f ec tin g   tr aj ec to r y   tr ac k in g   ac c u r ac y   [ 1 8 ] - [ 2 2 ] .   W h ile  p r o p o r tio n al in te g r al d er iv ativ ( P I D)   co n tr o ller s   ar w id el y   u s ed ,   th e y   e x h ib it  s e n s iti v it y   t o   p ar am eter   v ar iatio n s   an d   d is tu r b an ce s   [ 2 3 ] - [ 2 5 ] .   A d v an ce d   co n tr o s tr ateg ies,  f o r   in s ta n ce ,   SMC   o f f er s   r o b u s t n es s   ag ai n s u n ce r tain t ies  b u s u f f er   f r o m   c h atter in g   p h en o m e n [ 2 6 ] - [ 3 0 ] .   T h b o u n d ar y   la y er   tech n iq u m iti g ates  c h atter i n g   b y   r ep lacin g   d is co n ti n u o u s   s w itc h i n g   w it h   co n ti n u o u s   ap p r o x im a tio n .   A cc u r ate  s tate  e s ti m atio n   is   c r u cial  f o r   m o d el - b ased   co n tr o [ 3 1 ] - [ 3 3 ] .   I n er tial  m ea s u r em en u n it s   ( I MU s )   p r o v id an g u lar   v elo cit y   d ata  b u ar s u s ce p tib le  to   n o is a n d   b ias  d r if t.  T h KF  o f f er s   o p ti m a r ec u r s iv e s ti m atio n   f o r   lin ea r   s y s te m s   w i th   Ga u s s ia n   n o is [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ] .   A   t w o - s tate  K ca n   s i m u ltan eo u s l y   esti m ate  h ea d i n g   a n g le  an d   g y r o s co p b ias,  co m p en s ati n g   f o r   s en s o r   d r if t [ 3 6 ] ,   [ 3 7 ] .   R ec en r esear ch   h a s   ex p lo r ed   v ar io u s   co n tr o ap p r o ac h es  f o r   m ec a n u m - w h ee r o b o ts   [ 3 8 ] - [ 4 2 ] ,   w it h   s ev er al  s t u d ies  co m b in i n g   KF   an d   SMC   f o r   m o b ile  r o b o a p p licati o n s   [ 4 3 ] - [ 5 0 ] .   Ho w ev er ,   co m p r eh e n s i v e   ex p er i m e n tal  v alid atio n   u n d e r   v ar y i n g   s u r f ac e   co n d itio n s   an d   ex ter n al  d is tu r b an ce s   r e m ai n s   l i m ited .   T h is   s tu d y   i n v esti g ates  t h in te g r a tio n   o f   KF  an d   SMC   f o r   h ea d in g   s tab ilizat io n   o f   m ec a n u m - w h ee m o b ile   r o b o t.   T h m a in   co n tr ib u tio n s   o f   t h is   p ap er   ar d ev elo p m e n o f   m a th e m atica m o d el  f o r   h ea d in g   d y n a m ics   in co r p o r atin g   w h ee l   k i n e m a tics   a n d   d is t u r b an ce   e f f ec ts ,   d esi g n   an d   i m p le m en ta tio n   o f   t w o - s tate  KF   f o r   r ea l - ti m h ea d in g   an d   b ias  esti m a tio n ,   ex p er i m e n tal  v alid at io n   o f   th p r o p o s e d   KF - SMC   u n d er   v ar io u s   o p er atin g   co n d itio n s ,   d em o n s tr ati n g   s i g n if ican t i m p r o v e m e n ts   o v er   co n v e n tio n al  ap p r o ac h es.       2.   RE S E ARCH   M E T H O   2 . 1 .     Sy s t em   o v er v iew   T h s y s te m   u t ilizes   I C M2 0 9 4 8   I MU   as  s en s o r ,   R asp b e r r y   P 3 B   as  th m ai n   p r o ce s s o r   an d   4   p iece s   o f   d ir ec cu r r en ( DC )   m o to r   f o r   ac tu ato r   as  s h o w n   in   t h Fi g u r 1 ,   w it h   th co m p lete  h ar d w ar e   s p ec if icatio n s   s u m m ar ized   in   T ab le  1 .   T h KF   f o r   s tate  e s ti m atio n   a n d   SM C   f o r   h ea d in g   r e g u la tio n   ar e   e m b ed d ed   at  m ai n   p r o ce s o r T h I MU   m ea s u r e s   th r o b o t s   a n g u lar   v elo cit y   at  1 0 0   H z ,   p r o ce s s ed   b y   R asp b er r y   P 3 B .   A   t w o - s tate  KF   esti m ates  h ea d i n g   a n g le  (  )   an d   g y r o s co p b ias.  T h esti m ated   h ea d in g   is   co m p ar ed   w ith   t h tar g e ( )   to   g en er ate  er r o r   f o r   th SMC .   T h SMC   co m p u te s   co n tr o s i g n al s   s e n to   f o u r   D C   m o to r s   v ia  P W M.   A n   An d r o id   in ter f ac e n ab les r ea l - ti m m o n ito r i n g   a n d   p ar a m et er   ad j u s t m en t.   T h e   co n tr o lo o p   r u n s   at  5 0   Hz  ( 2 0   m s   p er io d )   o n   th R asp b er r y   P 3 B A   clo s ed - lo o p   co n tr o s y s te m   u s ed   f o r   s etti n g   t h e   m ec an u m   r o b o t s   h ea d in g ,   is   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .       T ab le  1 .   Har d w ar s p ec if ica ti o n s   o f   t h m ec a n u m - w h ee m o b ile  r o b o t   C o mp o n e n t   S p e c i f i c a t i o n   P r o c e sso r   R a s p b e r r y   P i   3 B   I M U   s e n so r   I C M 2 0 9 4 8 ,   1 0 0   H z ,   ± 2 0 0 0   d e g / s   M o t o r s   4 × M e c a n u m   w h e e l s a n d   D C   mo t o r w i t h   P W M   d r i v e r s   P o w e r   s u p p l y   1 0 0 0 0   mA h   p o w e r   b a n k   +   7 . 4 V   L i - i o n   b a t t e r y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 39 6 - 1 40 8   1398       Fig u r 1 .   A r ch itectu r al  s y s te m   o f   m ec a n u m   r o b o t           Fig u r 2.   C lo s ed - lo o p   s y s te m   o f   m ec a n u m   r o b o       2 . 2   Sy s t em   m o delin g   T h h ea d in g   d y n a m ic s   o f   m ec an u m - w h ee m o b ile  r o b o ca n   b m o d eled   as  s ec o n d - o r d er   s y s te m   w it h   e x ter n a d is t u r b an ce s .   L et    d en o te  th h ea d i n g   a n g le  o f   th r o b o w it h   r esp ec to   g lo b al  r ef er en c e   f r a m e.   T h an g u lar   v e lo cit y   ω   is   m ea s u r ed   b y   t h I MU .   T h s i m p li f ied   h ea d in g   d y n a m i cs  ca n   b ex p r ess ed   as:     ̇ = ω + +   ( 1 )     ̇ =   ( 2 )     w h er   r ep r esen ts   th g y r o s co p b ia s ,     is   th p r o ce s s   n o is i n   h ea d i n g   m ea s u r e m e n t,  an d     is   th b ia s   d r if t n o is e.   T h m ea s u r e m en t e q u atio n   f r o m   th I MU   i s   g i v e n   b y :       = ω + +   ( 3 )     w h er   is   t h m ea s u r ed   an g u l ar   v elo cit y   a n d     is   th m ea s u r e m en n o is e.   B o th   p r o ce s s   a n d   m ea s u r e m en n o is es a r as s u m ed   to   b ze r o - m ea n   Ga u s s ia n   w h ite  n o i s p r o ce s s es  w it h   co v ar ia n ce s     an d     r esp ec tiv el y .   Fo r   co n tr o l d esig n   p u r p o s es,  t h h ea d i n g   er r o r   d y n a m ics ca n   b w r itten   a s :     ̇ = ̇   ̇ = ω + ω   ( 4 )     w it h   = ̇ .   T h co n tr o l o b j ec tiv is   to   d r iv e     to   ze r o .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           Hea d in g   s ta b iliz a tio n   o f a   me ca n u w h ee l m o b ile  r o b o t u s in g   K a lma n   filt er  …  ( A r d ia n to   S ya ifu r   R o h ma n )   1399   2 . 3 .     K F   d esig n   d i s cr ete - t i m e   t w o - s tate  KF i s   d esi g n ed   to   e s ti m ate  t h h ea d in g   a n g le  a n d   g y r o s co p b ias .   T h s tate   v ec to r   is   d ef i n ed   as:     = [ , ]   ( 5 )     T h d is cr ete - ti m s tate - s p ac m o d el  w i th   s a m p li n g   ti m e   Δ   is :     x = F x 1 + G 1 + w 1   ( 6 )     = H x +   ( 7 )     w h er e   =   is   t h m ea s u r ed   an g u la r   v elo cit y   ( in p u t) ,   an d :     F = [ 1 Δ 0 1 ] , G = [ Δ 0 ] , H = [ 1 0 ]   ( 8 )     T h p r o ce s s   n o is co v ar ia n ce     an d   m ea s u r e m en n o is co v ar i an ce     ar tu n ed   as:     Q = [ 0 . 001 0 0 0 . 0001 ] , = 0 . 5   ( 9 )     T h KF o p er ates r ec u r s iv el y   t h r o u g h   p r ed ictio n   an d   u p d ate  s tep s   to   p r o d u ce   o p tim al  est i m ates   ̂   an d   ̂ , .     2 . 4 .     S M des ig n   T h e   s l i d in g   m o d e   c o n t r o l le r   i s   d e s ig n e d   t o   r eg u l a t e   th e   h e a d in g   e r r o r .   A   s l i d in g   s u r f ac e     i s   d ef in e d   as :     = ̇ +    ( 1 0 )     w h er e   > 0   is   d esig n   p ar a m eter   th at  d eter m i n es  t h co n v er g en ce   r ate.   W h en   th s y s te m   i s   o n   th s l id in g   s u r f ac ( = 0 ) ,   th er r o r   d y n a m ic s   b ec o m e   ̇ =  ,   en s u r in g   e x p o n en tial  co n v er g en ce .   T h co n tr o l   la w   co n s is ts   o f   t w o   co m p o n e n t s :     =  +    ( 1 1 )     T h eq u iv alen t c o n tr o l      is   d er iv ed   f r o m   ̇ = 0 :      = ̇ + ̇   ( 1 2 )     T o   s u p p r ess   ch atter i n g ,   b o u n d ar y   la y er   ap p r o ac h   is   u s ed   f o r   th s w itc h i n g   co n tr o l:      = s at ( )   ( 1 3 )     w h er e     is   t h s w itc h i n g   g ai n ,     is   th b o u n d ar y   la y er   t h ic k n e s s ,   an d   th s at u r atio n   f u n ctio n   is   d ef in ed   as:     s at ( ) = { , if   < s g n ( ) , o th er wis e   ( 1 4 )     T h co m p lete  co n tr o l la w   is :     = ̇ + ̇ s at ( )     ( 1 5 )     T h co n tr o ller   p ar am eter s   ar s elec ted   as:   = 3 . 5 ,   = 10 . 0 ,   an d   = 50 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 39 6 - 1 40 8   1400   2 . 5 .     E x peri m ent a s et up   T h p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   KF - SMC   s y s te m   is   ev alu ated   th r o u g h   th r ee   e x p er i m e n tal   s ce n ar io s :   a.   Scen ar io   1 s ettin g   p ar a m eter   SMC   an d   n o m i n al  h ea d in g   s tab ilizatio n T h r o b o m ai n tain s   f i x ed   h ea d in g   o n   s m o o th   tile  s u r f a ce   w it h o u t e x ter n al  d is t u r b an c es.   b.   Scen ar io   2 h ea d in g   co n tr o o n   v ar y in g   s u r f ac es T h r o b o t   p er f o r m s   h ea d i n g   s tab ilizatio n   o n   d if f er en s u r f ac es: tile ( h i g h   f r ictio n ) ,   p av in g   b lo ck s   ( m ed iu m   f r ictio n ) ,   an d   r u b b er   m at  ( lo w   f r ictio n ) .   c.   Scen ar io   3 d is tu r b an ce   r ej ec tio n T h r o b o s tab ilizes  its   h ea d in g   w h ile  s u b j ec ted   t o   later al  p u s h   d is tu r b an ce s   ( ap p r o x i m atel y   1 0   N)   ap p lied   m a n u all y .   T h co n tr o lo o p   r u n s   at  5 0   Hz  o n   th R a s p b er r y   P 3 B .   Data   lo g g i n g   in cl u d es  h ea d in g   an g le,   h ea d i n g   er r o r ,   co n tr o l sig n als,  a n d   s en s o r   r ea d in g s   f o r   p o s t - p r o ce s s i n g   an d   an al y s is .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h m ec an u m   r o b o u s ed   in   th ex p er i m e n is   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .   T h s en s o r   is   p lace d   a th ce n ter   o f   th r o b o t s   b o d y   w h ich   i s   also   its   ce n ter   o f   r o tatio n .   T h s en s o r   I C 2 0 9 4 8   is   in s talled   1 2   cm   a w a y   f r o m   th r o b o t s   b o d y   a n d   m o u n te d   u s in g   p o l y lactic  ac id   ( P L A )   br ac k et  to   av o id   n o is co m i n g   f r o m   eit h er   th e   ac tu ato r   o r   elec tr ic  w ir in g   o n   th r o b o t.  W ith   th co n f i g u r at io n   th at  h as  b ee n   m ad e,   r o b o t   is   ab le  to   p er f o r m   th h o lo n o m ic  m o v e m e n ts   d u r in g   o p er atio n .             Fig u r 3 .   Har d w ar r ea litatio n   o f   m ec a n u m   r o b o t       3 . 1   H ea din g   re s po ns co m p a riso n f o f iv S M C   pa r a m e t er   t un ing s   I n   th f ir s ex p er i m e n t,  SM C   p ar am e ter   tu n in g   is   ca r r ied   o u b y   ev al u ati n g   th r o b o t s   h ea d in g   r esp o n s ac r o s s   f i v d if f er en t   p ar am eter   co n f i g u r atio n s .   T h ese  co n f i g u r atio n s   co v er   v ar i atio n s   i n   s w itc h i n g   g ain   ( ) ,   s lid in g   s u r f ac s lo p ( ) ,   an d   b o u n d ar y   la y er   t h ic k n e s s   ( )   as  s h o w n   in   T ab le  2 .   T h p u r p o s o f   th i s   tu n in g   is   to   o b s er v th in f l u en ce   o f   ea ch   p ar a m eter   o n   co n v er g e n ce   s p ee d ,   o v er s h o o t,  an d   s tead y - s ta te   o s cillatio n ,   an d   to   d eter m in e   t h m o s s u itab le  s e tti n g s   f o r   t h i m p le m en ta tio n   o f   h ea d in g   s tab ilizatio n   o n   t h m ec an u m   r o b o t.       T ab le  2 .   P er f o r m a n ce   c o m p ar i s o n   5   SMC   p ar a m eter   t u n in g s   P a r a me t e r   R M S   e r r o r   C h a t t e r i n g   = 5 . 0 , = 2 . 0 , = 20 . 0   90 . 48°   2 . 67°   = 5 . 0 , λ = 5 . 0 , φ = 70 . 0   27 . 84°   16 . 77°   = 10 . 0 , = 3 . 5 , = 50 . 0   24 . 52°   2 . 29°   = 10 . 0 , = 2 . 0 , = 70 . 0   31 . 16°   1 . 20°   = 15 . 0 , = 3 . 5 , = 50 . 0   43 . 56°   12 . 09°       F ig u r e   4   d i s p l ay s   th e   h e a d i n g   r e s p o n s e   c u r v es   o v e r   t im e   ( in   s am p l es )   f o r   t h e   f iv e   c o n f ig u r at i o n s ,   w i th   t h e   r ef e r en ce   l in e   s e t   at   1 2 0 ° .   F r o m   th e   c u r v es ,   i t   c an   b e   o b s e r v e d   th a t   th e   c o n f i g u r at i o n   = 10 = 3 . 5 ,   a n d   = 50   p r o v i d e s   a   s ig n if i c an t   r es p o n s e   w i th   m in im a l   o v e r s h o o t   o f   a b o u t   2 °   an d   f a s t   c o n v e r g en c e   w i t h   a   s e t tl in g   t im e   o f   2 . 1   s e c o n d s .   T h e   c o m b i n a ti o n   o f   a   r e l a ti v ely   l a r g e   g a in   k   a n d   a   m o d e r at e     v a l u p r o d u c e   a   s t r o n g   c o n t r o l   f o r c e   w h i l e   m ai n t a in in g   s m o o th n es s   d u e   t o   th e   b o u n d a r y   l ay e r   t h i ck n e s s   o f   50.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           Hea d in g   s ta b iliz a tio n   o f a   me ca n u w h ee l m o b ile  r o b o t u s in g   K a lma n   filt er  …  ( A r d ia n to   S ya ifu r   R o h ma n )   1401       Fig u r 4 .   Hea d in g   r esp o n s co m p ar i s o n   f o r   SMC   p ar a m eter   t u n i n g s         T ab le  2   s h o w s   t h at  t h co n f i g u r atio n   o f   = 10 = 3 . 5 ,   an d   = 50   ac h iev es  t h e   lo w est   r o o m ea n   s q u ar er r o r   ( R MSE )   ( 2 4 . 5 2 ° )   an d   r elativ el y   lo w   c h atter i n g   ( 2 . 2 9 ° ) ,   in d icatin g   g o o d   tr ac k in g   ac cu r ac y   an d   s m o o th   co n tr o l.  F o r   c o m p a r is o n ,   th e   c o n f ig u r a ti o n   = 5 = 2 . 0 ,   a n d   = 20   y i e l d s   th h ig h e s t   R M S E   ( 9 0 . 4 8 ° )   w it h   m o d e r a te   c h a t t e r i n g   ( 2 . 6 7 ° ) ,   w h i le   = 5 = 5 . 0 ,   a n d   = 7 0   e x h ib i t s   h ig h   ch a t te r in g   ( 1 6 . 7 7 °)  d e s p i t e   a   m o d e r at e   R M S E   ( 2 7 . 8 4 ° ) .   T h e   c o n f ig u r a t i o n   = 15 = 3 . 5 ,   a n d   = 50   h a s   h i g h   ch at t e r in g   ( 1 2 . 0 9 ° )   a n d   a   la r g e r   R M S E   ( 4 3 . 5 6 ° ) ,   i n d ic a t in g   ex c ess iv e   g a in .   M ea n w h i l e ,   th e   c o n f ig u r a ti o n   = 10 = 2 . 0 a n d   = 70   p r o d u c e s   th e   l o w es t   ch at t er i n g   ( 1 . 2 0 ° )   b u t   a   s l ig h tly   h i g h e r   R MS E   ( 3 1 . 1 6 ° ) .   B ased   o n   th ese  r es u lt s ,   th co n f ig u r atio n   = 10 = 3 . 5 ,   an d   = 50   is   ch o s en   a s   o p ti m al  b ec au s i ac h iev e s   b alan ce   b et w ee n   ac cu r ac y   ( lo w est  R MSE )   an d   ch atter i n g   s u p p r ess io n .     3 .2   H ea din g   s t a bil iza t io n per f o r m a nce  o diff er ent   s urf a ce s   T h p e r f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   KF - SM C   is   ev al u ated   u n d er   th r ee   s u r f ac co n d itio n s   r ep r esen ti n g   v ar y i n g   f r ictio n   ch ar ac ter is tic s .   T h f ir s test   s ce n ar io   is   r u n n in g   o n   ti le  s u r f ac e .   T h ex p er i m en tal  r esu lts   ar e   an al y ze d   i n   ter m s   o f   h ea d in g   tr ac k i n g   ac c u r ac y ,   s tead y - s ta te  er r o r ,   an d   r o b u s tn es s   to   til s u r f ac e Fi g u r 5   s h o w s   h ea d i n g   tr ac k i n g   o n   s m o o t h   t ile  s u r f ac e   w it h   tar g et   3 0 0 . 6 3 °.  T h s y s te m   ac h ie v e s   s tead y   s tate   w it h i n   2 . 0   s ec o n d s   f r o m   1 5 °  i n itial  er r o r ,   w it h   m i n i m al  o v er s h o o ( <2 °)  an d   s tead y - s ta te  er r o r   w i th i n   0 . 5 °.  T h is   r ep r esen ts   th b es t - ca s p er f o r m an ce ,   a s   h i g h   f r ictio n   m in i m izes  w h ee s lip p ag e,   allo w i n g   p r ec is co n tr o l.           Fig u r e   5 .   Hea d in g   a n g le  tr ac k i n g   p er f o r m an ce   o n   t h tile  s u r f ac e   w it h   tar g et  a n g le  3 0 0 . 63 °       T h s ec o n d   test   is   r u n n in g   o n   p av in g   b lo ck   s u r f ac e.   T h ex p er im e n tal  r es u lt s   ar an al y ze d   in   ter m s   o f   s tab ilit y   a n d   r o b u s tn es s   t o   p av in g   b lo ck   s u r f ac e Fi g u r e   6   illu s tr ates  p er f o r m an ce   o n   tex t u r ed   p av in g   b lo ck s .   Desp ite  s u r f ac ir r eg u l ar ities   in tr o d u cin g   p er io d ic  d is tu r b an ce s ,   th co n tr o ller   m ai n tai n s   s tab ilit y   w it h   R MSE   0 . 4 5 1 °.  T h s lig h tl y   h ig h er   R MSE   co m p ar ed   to   tile  ( 1 9 in cr ea s e)   r ef lects  ac tiv co m p e n s atio n   f o r   s u r f ac v ar iatio n s ,   d e m o n s tr at in g   SMC   r o b u s tn e s s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 39 6 - 1 40 8   1402       Fig u r 6 .   Hea d in g   tr ac k in g   p er f o r m an ce   o n   p av i n g   b lo ck   s u r f ac e   w it h   tar g et  a n g le  5 . 87 ° sh o w i n g   m ai n tai n ed   s tab ilit y   d esp ite  m ed i u m   f r icti o n   co n d itio n s       T h th ir d   test   i s   r u n n in g   o n   lo w - f r ictio n   r u b b er   m at  s u r f ac e As  s h o w n   in   Fi g u r e   7 ,   it   d e m o n s tr ate s   th co n tr o ller s   ad ap tiv b eh av io r   o n   s lip p er y   r u b b er   m at   w it h   tar g et  an g le  2 0 4 . 9 5 °.  T h s y s te m   ex h ib it s   g r ad u al  co n v er g e n ce   ( s e ttli n g   ti m 2 . 6   s )   to   p r ev e n w h e el  s p in ,   ac h ie v i n g   R MSE   0 . 5 8 9 °.  No tab ly ,   t h e   m ax i m u m   er r o r   is   lo w est  ( 1 . 8 5 °)  am o n g   al s u r f ac e s ,   in d i ca tin g   ap p r o p r iate  r esp o n s m o d er atio n   f o r   lo w - f r ictio n   co n d it io n s .           Fig u r 7 .   Hea d in g   tr ac k in g   o n   r u b b er   m at  s u r f ac ( lo w   f r ictio n )   w ith   tar g et  an g le  2 0 4 . 9 5 ° sh o w in g   g r ad u al  co n v er g e n ce   ap p r o p r iate  f o r   s lip - p r o n co n d itio n s       T ab le   3   s u m m ar ize s   th q u an t itativ p er f o r m a n ce   m etr ic s ,   d e m o n s tr atin g   th co n tr o ller s   r o b u s tn e s s   ag ain s f r ictio n   v ar iatio n s .   B ased   o n   th e x p er i m e n d ata th v alu e   of   R M SE  at  tile  i s   th e   lo w es w it h   0 . 3 8 0 .   I s h o w s   t h at  th s h i f o f   h ea d i n g s   an g le  o n   th s u r f ac tile  t en d   to   lo w er   th a n   o th er s   s u r f a ce .   I is   also   s h o w n   b y   t h s ettli n g   ti m w h ich   i s   i n   th lo w e s v alu o f   2 . 0   s ec o n d s   alt h o u g h   w it h   th b i g   m a x i m u m   er r o r   v alu e   ar o u n d   6 . 0 9 °.  T h o v er all  ex p er im e n i m p licate s   t h at  t h m et h o d   w h ic h   h a s   b ee n   p r o p o s ed   is   s u cc ee d ed   to   k ee p   th h ea d i n g   an g le  t h r o u g h   d if f er en s u r f ac es .       T ab le  3 .   P er f o r m a n ce   co m p ar i s o n   ac r o s s   s u r f ac co n d it io n s   S u r f a c e   t y p e   R M S E   ( ° )   M a x i m u m   e r r o r   ( ° )   S e t t l i n g   t i me   ( s)   T i l e   0 . 3 8 0   6 . 0 9   2 . 0   P a v i n g   b l o c k   0 . 4 5 1   3 . 7 7   2 . 3   R u b b e r   m at   0 . 5 8 9   1 . 8 5   2 . 6       3 . 3   Dis t urba nce  re j ec t io n per f o r m a nce   T h f o u r th   te s t   s ce n ar io   ev al u ates  t h d is t u r b an ce   r ej ec tio n   ca p ab ilit y   o f   t h p r o p o s ed   KF - SM C   s y s te m   o v er   tile  s u r f ac e Fig u r 8   p r esen ts   s y s te m   r esp o n s u n d er   ex ter n al  d is t u r b an ce s   ( 1 0   later al  p u s h e s ) .   T h co n tr o ller   r ec o v er s   f r o m   2 3 8 °  h ea d in g   d ev iatio n   w it h i n   0 . 5   s ec o n d s ,   ac h iev i n g   f in al  s tead y - s tate  er r o r   o f   3 . 0 4 °.  T h is   r ap id   r ec o v er y   d e m o n s tr ates t h SM C s   r ea ch i n g   la w   ef f ec ti v e n es s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           Hea d in g   s ta b iliz a tio n   o f a   me ca n u w h ee l m o b ile  r o b o t u s in g   K a lma n   filt er  …  ( A r d ia n to   S ya ifu r   R o h ma n )   1403       Fig u r e   8 .   S y s te m   r esp o n s u n d er   ex ter n al  d is t u r b an ce   co n d i tio n s   a n d   m u ltip le  d is t u r b an ce   ev en t s   ar r ap id ly   r ej ec ted   b y   t h KF - SM C   co n tr o ller       As  s h o w n   i n   Fig u r 9 ,   th ev o lu tio n   o f   h ea d in g   er r o r   d u r in g   d is tu r b a n ce   r ej ec tio n   ca n   b o b s er v ed .   T h s y s te m   e x h ib it s   co n tr o lled   o s cillatio n s   w i th   d ec r ea s i n g   a m p l itu d e,   d e m o n s tr atin g   cr iticall y   d am p ed   b eh av io r   an d   ex ce llen d is tu r b an ce   r e j ec tio n   ca p a b ilit y .   I n   d etail,   s ig n i f ican er r o r   f lu ct u ati o n s   ar o b s er v ed   a t   s a m p les  2 3   an d   2 9 ,   w h er th s y s te m   e n co u n ter s   s u b s ta n tial  d is tu r b an ce s   b ef o r s tab ilizin g   b ac k   to w ar d   ze r o .   Desp ite  m o m en tar y   er r o r   s p ik es   w it h   t h h i g h est  p ea k   r ea ch in g   ap p r o x i m atel y   8 0   d eg r ee ,   th s y s te m   d em o n s tr ate s   r ap id   r esp o n s e,   eli m i n ati n g   t h er r o r   w ith i n   o n l y   f e w   s u b s eq u e n s a m p les.  T h is   co n f ir m s   th at  t h i m p le m e n ted   SMC   co n tr o alg o r ith m   i s   h i g h l y   r e s p o n s i v i n   m ai n tai n i n g   h ea d i n g   s tab ilit y   e v en   w h e n   s u b j ec ted   to   im p u ls i v ex ter n a l d is tu r b an ce s .             Fig u r e   9 H ea d in g   er r o r   ev o lu t io n   d u r in g   d is t u r b an ce   r ej ec tio n       4.   CO NCLU SI O     T h is   s tu d y   h as  s u cc e s s f u ll y   d ev elo p ed   an d   v alid ated   KF - SMC   s y s te m   f o r   h ea d in g   s tab i lizatio n   o f   m ec an u m - w h ee m o b ile  r o b o ts .   T h p r o p o s ed   in teg r atio n   ad d r ess es  k e y   ch alle n g es  in   o m n id ir ec tio n a l   n av i g atio n s en s o r   n o is an d   b ias  d r if th r o u g h   o p ti m al  f il t er in g ,   s u r f ac f r ict io n   v ar iati o n s   th r o u g h   SM C   r o b u s tn es s ,   a n d   ex ter n al  d is t u r b an ce s   th r o u g h   r ap id   s lid i n g   m o d d y n a m ics.  T h e x p er im e n tal   r esu lts   d em o n s tr ate  t h at  th KF - SM C   ac h ie v es  co n s i s te n p er f o r m an ce   ac r o s s   v ar y i n g   s u r f ac co n d itio n s ,   w i t h   R MSE   b et w ee n   0 . 3 8 0 °  an d   0 . 5 8 9 °,  s tead y - s tate  er r o r   w it h i n   ± 0 . 5 °,  an d   co n v er g e n ce   w it h i n   2 . 0 2 . 6   s ec o n d s .   Un d er   s ev er d is t u r b an ce s   ca u s i n g   2 3 8 °  h ea d in g   d ev iatio n s ,   th s y s te m   r ec o v er s   w i th i n   0 . 5   s ec o n d s   w it h   o n l y   3 . 0 4 °  f in a er r o r .   T h co n f ig u r atio n   o f   = 10 = 3 . 5 ,   an d   = 50 . 0   ef f ec ti v el y   s u p p r ess es  c h atter in g   w h ile  m ai n tain in g   r o b u s co n t r o l,  p r o d u cin g   s m o o th   m o to r   co m m a n d s   s u itab le  f o r   p r ac tical  i m p le m e n tat io n .   Fu t u r w o r k   w ill  f o cu s   o n   ad ap tiv p ar a m eter   tu n i n g   f o r   ,   an d     b ased   o n   o n lin p er f o r m an ce   m et r ic s ,   an d   in te g r atio n   w it h   o b s tacle   av o id an ce   s y s te m s   f o r   co m p lete  a u to n o m o u s   n av i g atio n   in   d y n a m ic   en v ir o n m e n t s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 39 6 - 1 40 8   1404   ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   ex p r ess   th e ir   s in ce r g r atit u d to   th C e n ter   f o r   R e s ea r ch   a n d   C o m m u n it y   Ser v ice  ( P 3 M)   of   Po litek n i k   Neg er J e m b er ,   an d   th s ta f f   o f   th E n g i n ee r in g   Dep ar t m e n f o r   th eir   tec h n ical   s u p p o r in   s etti n g   u p   an d   m ai n tai n in g   lab o r ato r y   eq u ip m e n t .   T h au th o r s   also   ac k n o w led g th s t u d en ts   f o r   th eir   p ar ticip atio n   in   te s ti n g   a n d   ev alu ati n g   th s y s te m s   p er f o r m a n ce.       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h is   r esear ch   w as  s u p p o r ted   b y   No n - T ax   State  R e v e n u f u n d i n g   f r o m   P o lite k n i k   Ne g e r J em b er ,   Min i s tr y   o f   E d u ca tio n ,   Scien ce ,   an d   T ec h n o lo g y   o f   th R ep u b lic  o f   I n d o n esia,  Gr an t   No . 8 7 2 1 /P L 1 7 /KP /2 0 2 5 .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   jo u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   t o   r ec o g n ize  in d i v id u al  au t h o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m e   o Au t h o r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   A r d ian to   S y ai f u r   R o h m an                               T u n j u n g   Ge n ar s i h                               Sih m a u lan D w ian to                               Nu z u la  A f ian a h                               Sals ab ila  L ian d r P u tr i                               Nu r u Z ai n al  Fa n a n i                               Mo ch a m ad   I r w a n   Nar i                               Ah m ad   R o f i i                               Fen d i k   E k o   P u r n o m o                               S y a m s iar   Ka u ts ar                               An g g D w i n a n d a                               A l f a n   A h m ad   B er lian                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est       DATA AV AI L AB I L I T   T h au th o r s   co n f ir m   th at  t h e   d ata  s u p p o r tin g   t h f in d i n g s   o f   th i s   s t u d y   ar av ai lab le  w it h i n   t h e   ar ticle.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   I .   D .   M i e n y e   a n d   Y .   S u n ,   A   S u r v e y   o f   En se mb l e   L e a r n i n g :   C o n c e p t s,  A l g o r i t h ms,   A p p l i c a t i o n s,   a n d   P r o sp e c t s,”   I EE A c c e ss v o l .   1 0 ,   p p .   9 9 1 2 9 9 9 1 4 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 2 0 7 2 8 7 .   [ 2 ]   N .   T .   C h i b i ,   O .   A i t   O u a l h a j ,   W .   F a ssi   F i h r i ,   a n d   H .   El   G h a z i ,   C o r r e c t i o n :   A   N o v e l   A p p r o a c h   B a se d   o n   M a c h i n e   L e a r n i n g ,   B l o c k c h a i n   a n d   D e c i s i o n   P r o c e ss  f o r   S e c u r i n g   S mart  G r i d   ( I EEE  A c c e ss  ( 2 0 2 4 )   1 2   ( 3 3 1 9 0 - 3 3 1 9 9 )   D O I :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 7 0 2 3 9 ) ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p .   6 1 5 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 2 5 8 7 6 .   [ 3]   M .   T a n g ,   S .   L i n ,   a n d   Y .   L u o ,   M e c a n u W h e e l   A G V   T r a j e c t o r y   T r a c k i n g   C o n t r o l   B a se d   o n   Ef f i c i e n t   M P C   A l g o r i t h m,”   I EE E   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 3 7 6 3 1 3 7 7 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 5 6 5 8 3 .   [ 4 ]   H .   H .   V o ,   D .   Q .   N g u y e n ,   Q .   T .   N g u y e n ,   C .   S .   T .   D o n g ,   T .   C .   T r a n ,   a n d   P .   B r a n d s t e t t e r ,   P u l se - w i d t h   mo d u l a t i o n   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   i n d u c t i o n   mo t o r   d r i v e   w i t h   K a l man   f i l t e r ,   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   El e c t r o n i c a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   1 9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 7 7 2 8 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . V 1 9 I 1 . 1 6 2 4 7 .   [ 5]   C .   T .   N g u y e n ,   C .   T .   H i e n ,   a n d   V .   D .   P h a n ,   O b se r v e r - b a se d   si n g l e - p h a se   r o b u s t n e ss   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l l e r   f o r   t h e   p i t c h   c o n t r o l   o f   a   v a r i a b l e   sp e e d   w i n d   t u r b i n e ,   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   El e c t ro n i c a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 3 0 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           Hea d in g   s ta b iliz a tio n   o f a   me ca n u w h ee l m o b ile  r o b o t u s in g   K a lma n   filt er  …  ( A r d ia n to   S ya ifu r   R o h ma n )   1405   1 3 0 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . v 2 2 i 5 . 2 5 8 6 6 .   [ 6 ]   Á .   O d r y ,   I .   K e c sk e s,  P .   S a r c e v i c ,   Z .   V i z v a r i ,   A .   T o t h ,   a n d   P .   O d r y ,   A   n o v e l   f u z z y - a d a p t i v e   e x t e n d e d   k a l ma n   f i l t e r   f o r   r e a l - t i me   a t t i t u d e   e st i ma t i o n   o f   mo b i l e   r o b o t s,”   S e n so rs (S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   3 ,   p .   8 0 3 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 3 0 8 0 3 .   [ 7 ]   M .   W a si m ,   A .   A l i ,   F .   S a l e e m,  I .   U .   H .   S h a i k h ,   a n d   J.  I q b a l ,   R o b u st   a d a p t i v e   c o n t r o l   w i t h   l u m p e d   mo d e l   u n c e r t a i n t y   a n d   w i n d   d i s t u r b a n c e   e st i m a t i o n   f o r   a i r s h i p   t r a j e c t o r y   t r a c k i n g ,   Pl o O n e ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 0   O c t o b e r ,   p .   e 0 3 3 5 3 9 2 ,   O c t .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 3 3 5 3 9 2 .   [ 8 ]   L .   Z h a n g ,   X .   L i u ,   G .   Z o n g ,   a n d   W .   W a n g ,   K a l man   f i l t e r - b a se d   S M C   f o r   sy st e ms  w i t h   n o i se   a n d   d i s t u r b a n c e s:   a p p l i c a t i o n t o   mag n e t i c   l e v i t a t i o n   sy st e m,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S y st e m S c i e n c e ,   v o l .   5 6 ,   n o .   1 4 ,   p p .   3 3 0 3 3 3 1 5 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 2 0 7 7 2 1 . 2 0 2 5 . 2 4 6 8 3 6 4 .   [ 9 ]   J.  L e n g ,   H .   M o u ,   J.   T a n g ,   Q .   L i ,   a n d   J.  Z h a n g ,   D e si g n ,   M o d e l i n g ,   a n d   C o n t r o l   o f   a   N e w   M u l t i - M o t i o n   M o b i l e   R o b o t   B a se d   o n   S p o k e d   M e c a n u m W h e e l s,”   Bi o m i m e t i c s ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p .   1 8 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b i o mi me t i c s 8 0 2 0 1 8 3 .   [1 0 ]   X .   L i u ,   H .   L i ,   J.   Z h a o ,   B .   Z h a n g ,   J.   M a ,   a n d   A .   X i n g ,   D e si g n   o f   a n   o mn i d i r e c t i o n a l   mo b i l e   r o b o t   b a se d   o n   M e c a n u m   w h e e l   t e c h n o l o g y ,   S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Po w e r   El e c t ro n i c a n d   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   ( PEAI  2 0 2 5 ) .   S P I E,   p .   8 1 ,   2 0 2 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 2 . 3 0 6 6 8 2 6 .   [1 1 ]   J.  S .   L i n g   L e o n g ,   K .   T .   K i n   T e o ,   a n d   H .   P .   Y o o n g ,   F o u r   W h e e l e d   M o b i l e   R o b o t s:   A   R e v i e w ,   4 t h   I E EE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   En g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   I I C AI ET  2 0 2 2 .   I EEE,   p p .   1 6 ,   2 0 2 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I I C A I E T 5 5 1 3 9 . 2 0 2 2 . 9 9 3 6 8 5 5 .   [ 12 ]   I .   B u r k a c k i   M i c h a ł a n d   Ły s y ,   S .   S u c h o ń ,   M .   C h r z a n ,   a n d   R .   K o w o l i k ,   S y st e mat i c   R e v i e w   o f   M e c a n u a n d   O m n i   W h e e l   T e c h n o l o g i e s fo r   M o t o r   I mp a i r me n t s ,   A p p l i e d   S c i e n c e s   ( S w i t zerl a n d ) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p .   4 7 7 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 5 0 9 4 7 7 3 .   [1 3 ]   G .   V   P a n k r a t e v a ,   A .   E.   M o r d i n ,   a n d   G .   R .   S a y p u l a e v ,   A n a l y si o f   P o si t i o n i n g   A c c u r a c y   i n   C a se   o f   D e si g n   Er r o r i n   t h e   I n st a l l a t i o n   o f   M e c a n u m   W h e e l o f   t h e   M o b i l e   P l a t f o r m,”   A d v a n c e d   En g i n e e ri n g   R e se a rc h   ( Ro s t o v - on - D o n ) ,   v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 6 3 6 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 4 7 / 2 6 8 7 - 1 6 5 3 - 2 0 2 3 - 23 - 4 - 356 - 3 6 4 .   [1 4 ]   E.   V i a n a ,   V .   H .   P i n t o ,   J.  L i ma,   a n d   G .   G o n c a l v e s,  M e c a n u W h e e l   R o b o t i c   P l a t f o r f o r   Ed u c a t i o n a l   P u r p o se s:   A   C o st - Ef f e c t i v e   A p p r o a c h ,   2 0 2 2   1 0 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o n t r o l ,   M e c h a t ro n i c a n d   Au t o m a t i o n ,   I C C MA   2 0 2 2 .   I EEE,   p p .   71 7 5 ,   2 0 2 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C M A 5 6 6 6 5 . 2 0 2 2 . 1 0 0 1 1 5 8 8 .   [1 5 ]   J.  C .   O .   H e r n á n d e z   a n d   D .   I .   R .   A l m e i d a ,   Ex p e r i me n t a l   c o n t r o l   a p p r o a c h   o f   a   me c a n u m - w h e e l e d   mo b i l e   r o b o t   f o r   sl i p p a g e   e r r o r   a n d   e n e r g y   c o n su mp t i o n   r e d u c t i o n   o n   d i f f e r e n t   su r f a c e s,”   J o u r n a l   o f   M e c h a n i c a l   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 3 0 9 6 3 1 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 2 0 6 - 0 2 4 - 1 0 4 2 - 8.   [1 6 ]   G .   B a y a r ,   G .   H a m b a r c i ,   a n d   A .   S .   D e mi r e l ,   Ex t e n d i n g   B a t t e r y   U sag e   T i me   o f   a   H e a v y - D u t y   M e c a n u m - W h e e l e d   A u t o n o mo u s   El e c t r i c   V e h i c l e   U se d   i n   I r o n S t e e l   I n d u s t r y   b y   C o n si d e r i n g   W h e e l   S l i p p a g e ,   Ad v a n c e d   I n t e l l i g e n t   S y st e m s ,   v o l .   7 ,   n o .   3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / a i sy . 2 0 2 4 0 0 4 2 0 .   [1 7 ]   P .   I .   C h a n g ,   S .   C .   F a n - C h i a n g ,   C .   C h e n ,   a n d   C .   Y .   L a n ,   R e a l   T i me   F a u l t   D e t e c t i o n   f o r   M e c a n u W h e e l   O mn i d i r e c t i o n a l   R o b o t   P l a t f o r m,”   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o n t ro l ,   A u t o m a t i o n   a n d   S y s t e m s ,   v o l .   2 0 2 1 - O c t o b .   I EEE,   p p .   1 9 6 9 1 9 7 3 ,   2 0 2 1 .   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I C C A S 5 2 7 4 5 . 2 0 2 1 . 9 6 4 9 7 8 0 .   [1 8 ]   X .   W u   e t   a l . ,   A t t i t u d e   S t a b i l i z a t i o n   C o n t r o l   o f   A u t o n o mo u s   U n d e r w a t e r   V e h i c l e   B a se d   o n   D e c o u p l i n g   A l g o r i t h a n d   P S O - A D R C ,   Fr o n t i e rs  i n   B i o e n g i n e e ri n g   a n d   Bi o t e c h n o l o g y ,   v o l .   1 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f b i o e . 2 0 2 2 . 8 4 3 0 2 0 .   [ 19 ]   J.  T .   L i ,   C .   K .   C h e n ,   a n d   H .   R e n ,   T i me - O p t i mal   T r a j e c t o r y   P l a n n i n g   a n d   T r a c k i n g   f o r   A u t o n o mo u V e h i c l e s,”   S e n so rs ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 1 ,   p .   3 2 8 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 4 1 1 3 2 8 1 .   [2 0 ]   M .   H .   R a h m a n ,   M .   M .   G u l z a r ,   T .   S .   H a q u e ,   S .   H a b i b ,   A .   S h a k o o r ,   a n d   A .   F .   M u r t a z a ,   T r a j e c t o r y   p l a n n i n g   a n d   t r a c k i n g   c o n t r o l   i n   a u t o n o mo u d r i v i n g   sy st e m:   L e v e r a g i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   a d v a n c e d   c o n t r o l   a l g o r i t h ms ,   En g i n e e r i n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   a n   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l ,   v o l .   6 4 ,   p .   1 0 1 9 5 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e st c h . 2 0 2 5 . 1 0 1 9 5 0 .   [2 1 ]   D .   Z e n g   e t   a l . ,   A   c o mp a r a t i v e   s t u d y   o n   t r a j e c t o r y   t r a c k i n g   c o n t r o l   me t h o d f o r   a u t o ma t e d   v e h i c l e s,”   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 0 1 3 6 5 - 9.   [2 2 ]   A .   L e l k ó ,   B .   N é me t h ,   a n d   P .   G á s p á r ,   R e i n f o r c e me n t   L e a r n i n g - B a se d   R o b u st   V e h i c l e   C o n t r o l   f o r   A u t o n o mo u V e h i c l e   T r a j e c t o r y   T r a c k i n g   ,   E n g i n e e ri n g   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   7 9 ,   n o .   1 .   M D P I ,   p .   3 0 ,   2 0 2 4 .   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n g p r o c 2 0 2 4 0 7 9 0 3 0 .   [2 3 ]   M .   M .   H a mm a d ,   A .   K .   E l sh e n a w y ,   a n d   M .   I .   El   S i n g a b y ,   T r a j e c t o r y   f o l l o w i n g   a n d   st a b i l i z a t i o n   c o n t r o l   o f   f u l l y   a c t u a t e d   A U V   u si n g   i n v e r se   k i n e mat i c a n d   se l f - t u n i n g   f u z z y   P I D ,   PLo S   O N E ,   v o l .   1 2 ,   n o .   7 ,   p .   e 0 1 7 9 6 1 1 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 1 7 9 6 1 1 .   [2 4 ]   B .   X i e ,   S .   H e ,   X .   C a o ,   H .   W a n g ,   V .   S t o j a n o v i c ,   a n d   K .   S h i ,   P I D - f u z z y   s w i t c h i n g - b a se d   s t r a t e g y   t o   h e a d i n g   c o n t r o l   f o r   r e mo t e   o p e r a t e d   v e h i c l e ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 1 ,   p p .   1 6 1 3 1 1 6 1 4 7 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 2 1 - 024 - 1 0 9 1 1 - x.   [2 5 ]   T .   L .   M i e n ,   T .   N .   T u ,   a n d   V .   V a n   A n ,   C a sc a d e   P I D   C o n t r o l   f o r   A l t i t u d e   a n d   A n g u l a r   P o si t i o n   S t a b i l i z a t i o n   o f   6 - D O F   U A V   Q u a d c o p t e r ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R o b o t i c a n d   C o n t r o l   S y s t e m s ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   p p .   8 1 4 8 3 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 1 7 6 3 / i j r c s.v 4 i 2 . 1 4 1 0 .   [2 6 ]   S .   R i a z ,   B .   L i ,   R .   Q i ,   a n d   C .   Z h a n g ,   A n   a d a p t i v e   p r e d e f i n e d   t i me   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   u n c e r t a i n   n o n l i n e a r   c y b e r - p h y si c a l   se r v o   s y st e m u n d e r   c y b e r   a t t a c k s,”   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 024 - 5 7 7 7 5 - 8.   [2 7 ]   G .   S u n ,   Q .   L i u ,   F .   P a n ,   a n d   J.   Z h e n g ,   D i s t u r b a n c e   o b se r v e r   b a se d   a d a p t i v e   p r e d e f i n e d - t i me   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   r o b o t   man i p u l a t o r w i t h   u n c e r t a i n t i e a n d   d i s t u r b a n c e s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   R o b u st   a n d   N o n l i n e a r   C o n t r o l ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 8 ,   p p .   1 2 3 4 9 1 2 3 7 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / r n c . 7 6 2 8 .   [2 8 ]   Z .   G u o ,   J.  G u o ,   X .   W a n g ,   J.  C h a n g ,   a n d   H .   H u a n g ,   S l i d i n g   m o d e   c o n t r o l   f o r   s y st e ms  su b j e c t e d   t o   u n m a t c h e d   d i s t u r b a n c e s/ u n k n o w n   c o n t r o l   d i r e c t i o n   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   R o b u s t   a n d   N o n l i n e a C o n t r o l ,   v o l .   3 1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 3 0 3 1 3 2 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / r n c . 5 3 3 6 .   [ 29 ]   E.   K a y a c a n ,   S l i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   s y st e ms  w i t h   mi sm a t c h e d   t i me - v a r y i n g   u n c e r t a i n t i e v i a   a   se l f - l e a r n i n g   d i s t u r b a n c e   o b se r v e r ,   T ra n sa c t i o n o f   t h e   I n st i t u t e   o f   Me a s u reme n t   a n d   C o n t ro l ,   v o l .   4 1 ,   n o .   7 ,   p p .   2 0 3 9 2 0 5 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 1 4 2 3 3 1 2 1 8 7 9 4 2 6 6 .   [3 0 ]   S .   R a me sh ,   D .   S e o ,   a n d   S .   V   D r a k u n o v ,   S l i d i n g   M o d e   C o n t r o l   w i t h   C h a t t e r i n g   R e d u c t i o n ,   AI AA  S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   Fo r u m   a n d   Ex p o s i t i o n ,   AI A S c i T e c h   F o r u m   2 0 2 5 .   A me r i c a n   I n st i t u t e   o f   A e r o n a u t i c a n d   A st r o n a u t i c s ,   2 0 2 5 .   d o i :   1 0 . 2 5 1 4 / 6 . 2 0 2 5 - 2 8 2 6 .   [3 1 ]   R .   Z h o u   e t   a l . ,   A   P S O ML - L S T M - b a se d   I M U   st a t e   e st i mat i o n   a p p r o a c h   f o r   ma n i p u l a t o r   t e l e o p e r a t i o n ,   Fr o n t i e rs   i n   R o b o t i c s   a n d   AI ,   v o l .   1 2 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f r o b t . 2 0 2 5 . 1 6 3 8 8 5 3 .   [3 2 ]   S .   R a f a t n i a   a n d   M .   M i r z a e i ,   Est i ma t i o n   o f   r e l i a b l e   v e h i c l e   d y n a mi c   mo d e l   u si n g   I M U / G N S S   d a t a   f u si o n   f o r   st a b i l i t y   c o n t r o l l e r   d e si g n ,   M e c h a n i c a l   S y st e m a n d   S i g n a l   Pr o c e ss i n g ,   v o l .   1 6 8 ,   p .   1 0 8 5 9 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . y mss p . 2 0 2 1 . 1 0 8 5 9 3 .   [3 3 ]   J.  A .   F a r r e l l ,   F .   O .   S i l v a ,   F .   R a h ma n ,   a n d   J .   W e n d e l ,   I n e r t i a l   M e a su r e m e n t   U n i t   Er r o r   M o d e l i n g   T u t o r i a l :   I n e r t i a l   N a v i g a t i o n   S y st e S t a t e   Est i ma t i o n   w i t h   R e a l - T i me   S e n so r   C a l i b r a t i o n ,   I EEE   C o n t r o l   S y s t e m s ,   v o l .   4 2 ,   n o .   6 ,   p p .   4 0 6 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M C S . 2 0 2 2 . 3 2 0 9 0 5 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.