طراحی یک روش کنترل مقاوم نوین برای ربات دوپای سه‌لینکی زیرفعال صفحه‌ای

Abstract

در این مقاله، طراحی روش کنترل مقاومی برای ربات دوپای زیرفعال سه‌لینکی ارائه شده است تا قیود درنظرگرفته شده جهت ایجاد حرکت ریتمیک در گام‌برداری را ارضا کند و منجر به یک گام‌برداری پایدار گردد. با توجه به استفاده از سنسور‌ها و وجود نویز در آن‌ها، وجود عدم‌قطعیت در اجزاء سیستم، خطای حاصل از دینامیک مدل نشده در سیستم دینامیکی و همچنین اعمال اغتشاشات ناخواسته‌ به مکانیزم‌‌ها، استفاده از یک روش کنترلی مقاوم ضروری است. برای طراحی این روش کنترلی، جهت ارضاء قیود گام‌برداری در سیستم دینامیکی از روش پسخوراند خطی‌ساز استفاده شده است. این روش با روش مود لغزشی تلفیق داده شده تا روش کنترلی مقاومی حاصل گردد. همچنین، روشی جهت حذف کامل پدیده چترینگ نیز، ارائه شده است. برای این‌ منظور، روش کنترلی با روش پسگام زنی ترکیب کرده تا در نهایت منجر به حذف چترینگ در سیستم، بشود. در انتها پایداری نمایی این روش کنترلی‌ که FLBS نام‌گذاری شده، اثبات شده است، و پایداری سیکل راه‌رویِ به دست آمده نیز به کمک نگاشت پوانکاره نشان داده شده است. در فرایند مدل‌سازی ربات، برخورد بین پای چرخان و زمین به صورت صلب و نیز به صورت هم‌زمانی د‌رنظر‌گرفته شده است. همین‌طور، در این طراحی به زیرفعال بودن ربات و اهمیت نقش برخورد در پایدارسازی حرکت ربات‌های زیرفعال، توجه شده است. در نهایت، شبیه‌سازی‌هایی از این روش کنترلی روی ربات دوپای زیرفعال صورت گرفته که پایداری نمایی حرکت، نداشتن پدیده‌ی چترینگ، مقاوم بودن چه در برابر اغتشاشات و چه در برابر عدم‌قطعیت‌ها نشان داده شده است.