کنترل فازی انگشت مصنوعی یک ربات با استفاده از عملگرهای آلیاژ حافظه دار

Abstract

امروزه، آلیاژهای حافظه‌دار به علت توان بالا، حجم‌کم و سازگاری با بدن انسان، به صورت گسترده در ساخت عملگرها در اندام پروتزی و تجهیزات پزشکی استفاده می-شوند. در این مقاله کنترل فازی یک نمونه واقعی انگشت مصنوعی با استفاده از خواص عملگر‌های آلیاژ حافظه‌دار ارائه می‌شود. بدین منظور ابتدا مدل دینامیکی یک انگشت رباتیک سه ‌درجه آزادی با مفاصل چرخشی که از سیم آلیاژ حافظه‌دار به عنوان زردپی به منظور جمع شدن هر بند‌انگشت و یک فنر پیچشی به منظور بازگرداندن هر بند به محل اولیه استفاده می‌کند، ارائه می‌شود. پس از شبیه‌سازی مدل دینامیکی انگشت در محیط سیمولینک نرم‌افزار متلب، با استفاده از نتایج شبیه‌سازی و انتخاب بهینه‌ی پارامترها و ویژگی‌های سیستم، نمونه‌ی واقعی انگشت به همراه مدارات کنترلی لازم ساخته شده و مورد آزمایش قرار می‌گیرد. در انتها به طراحی و پیاده‌سازی سیستم کنترل فازی برای انگشت پرداخته می‌شود. تنظیم گین‌های کنترلر به گونه‌ای صورت پذیرفته که ولتاژ ورودی به این عملگرها دارای حداقل میزان ماکزیمم پرش و خروجی سیستم دارای حداقل زمان رسیدن به پایداری ‌باشند. نتایج حاصل از آزمایش‌های عملی، عملکرد مناسب کنترلر فازی طراحی شده در دستیابی به موقعیت هر یک از بندهای انگشت به عنوان خروجی، با خطای کم و دقت بالا را نشان می‌دهد. همچنین نتایج آزمایشات عملی، اعتبار، دقت بالا و صحت مدل شبیه‌سازی شده‌ را تایید می‌نماید.