کنترل بهینه تطبیقی مد لغزشی فراپیچشی مبتنی بر معیار پایداری نقطه گشتاور صفر برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه

Abstract

اغتشاش و عدم قطعیت با دامنه نامعلوم یکی از مهمترین عواملی است که عملکرد صحیح ربات‌های اسکلت خارجی را با مشکل مواجه کرده است. یکی از روش‌های کنترلی مقاوم در برابر اغتشاشات، مد لغزشی بوده که با بکارگیری لایه مرزی به منظور مقابله با پدیده چترینگ، عملکرد مقاوم آن تضعیف می‌شود. برای مقابله با این مشکل، الگوریتم‌های کنترلی مرتبه بالا مانند مد لغزشی فراپیچشی پیشنهاد شده که بدون در نظر گرفتن لایه مرزی، پدیده چترینگ را تا حدودی کاهش می‌دهند. در این مقاله، یک کنترل کننده مد لغزشی فراپیچشی تطبیقی بهینه برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه پیشنهاد شده است که در آن متغیر لغزشی و مشتقات آن به صورت پیوسته در حضور اغتشاش محدود با دامنه نامعلوم به سمت صفر میل می‌کنند. همچنین مسیر مطلوب مفصل بالا تنه ربات به‌گونه‌ای تعیین شده است که در هر لحظه پایداری ربات بر اساس معیار نقطه گشتاور صفر حاصل شده است. به‌منظور دستیابی به حداکثر پایداری و کمترین خطا در تعقیب مسیرهای مطلوب مفاصل ربات، پارامترهای کنترل‌کننده پیشنهادی و پارامترهای مسیر مطلوب بالا تنه، به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی بهینه شده‌است. به منظور اعتبارسنجی ربات در نرم افزار آدامز مدل شده و سپس ورودی‌های کنترلی به مدل استخراج شده از نرم‌افزار آدامز اعمال شده است. در نهایت عملکرد دو کنترل‌گننده با هم مقایسه شده است که نتایج بیانگر برتری روش کنترلی پیشنهادی نسبت به کنترل‌کننده مد لغزشی بهینه را نشان داده است.