طراحی و ساخت عملی کنترل کننده PID مرتبه کسری برای یک ربات تک لینک انعطاف‎پذیر

Abstract

صرفهlrm;جویی در انرژی، نسبت پایین جرم ربات به جرم قابل حمل، قابلیت بیشتر کار در محیطlrm;های مختلف، حمل آسانlrm;تر قطعات و هزینهlrm;ی تولید پایینlrm;تر در رباتlrm;های انعطافlrm;پذیر این ربات ها را نسبت به ربات های صلب برای بسیاری از محققان و صنایع جذاب تر کرده است. اما به دلیل غیرخطی بودن سیستم ربات انعطافlrm;پذیر و ارتعاشات بالای آن در نقاط کاری و همچنین حساسیت بیشتر نسبت به اغتشاشات خارجی، کنترل این نوع رباتlrm;ها دشوارتر و پیچیده تر است. در این مقاله یک کنترل کننده براساس حسابان مرتبه کسری برای رباتهای انعطاف پذیر بصورت عملی پیاده سازی می شود. ابتدا مدل دینامیکی یک ربات تک لینکی انعطافlrm;پذیر معرفی می شود. سپس بر روی یک ربات تک لینک انعطاف پذیرکه در آزمایشگاه ساخته شده است، کنترلlrm;کنندهlrm;های مختلف از جمله کنترل کننده فازی، کنترل کننده PID و کنترل گشتاور PID مرتبه کسری به صورت عملی در آزمایشگاه پیادهlrm;سازی شده و سپس عملکرد هر یک از کنترلlrm;کنندهlrm;ها در کاهش ارتعاشات بازو در نقطهlrm;ی مطلوب نهایی و کاهش خطای ردیابی بررسی میlrm;گردد. علاوه بر این، برای مقایسه کنترل کننده های طراحی شده از نظر مقاوم بودن، یک اغتشاش ثابت و یکسان به همه کنترلlrm;کنندهlrm;ها اعمال شده و عملکرد آنlrm;ها مقایسه میlrm;گردد. در پایان نتایج حاصل شده از شبیهlrm;سازی و پیادهlrm;سازی آزمایشگاهی ربات، نشان می دهد که کنترل گشتاور PID مرتبه کسری بهترین نتایج را در میان کنترل کننده های پیاده سازی شده دارد.