طراحی کنترل کننده مد لغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری برای ربات اُرتِز مفصل زانو

ربات‌های توانبخشی و کمک‌ کننده به دلیل افزایش تعداد سالمندان و افزایش بیماری‌هایی مانند سکته های مغزی و آسیب‌های نخاعی و همچنین هزینه‌های بالای توانبخشی توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. در این مقاله یک کنترل کننده مد لغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری برای ربات اُرتِز مفصل زانو پیشنهاد می‌شود. یک مدل یکپارچه‌ ساق پا و اُرتِز که براساس معادلات لاگرانژ است، مورد استفاده قرار می گیرد. برای غلبه بر نامعینی‌ها و اغتشاشات خارجی یک کنترل‌ کننده مد لغزشی ترمینال مرتبه کسری طراحی می‌شود، اما استفاده از آن منجر به ایجاد پدیده نامطلوب چترینگ در سیگنال کنترل خواهد شد. برای حذف پدیده چترینگ در سیگنال کنترل یک کنترل‌ کننده فازی تطبیقی مرتبه کسری طراحی می گردد. برای افزایش دقت و سرعت ردیابی و کاهش نامعینی در مدلسازی گشتاور عضلانی، یک مشاهده‌گر اغتشاش غیر‌خطی با کنترل-کننده مدلغزشی ترمینال مرتبه کسری ترکیب می‌شود. پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از تعمیم جدید تئوری لیاپانوف برای سیستم های مرتبه کسری اثبات می‌شود. از الگوریتم بهینه سازی PSO برای تعیین ضرایب کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری و ضرایب توابع عضویت فازی استفاده می‌شود. در نهایت عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با کنترل‌کننده مد لغزشی مرسوم و PID مقایسه می شود.