کنترل نیروـ موقعیت یک روبات چهار درجه آزادی با استفاده از روش فیدبک کمی

یک روبات چند درجه آزادی را می توان به شکل یک سیستم چند ورودی ـ چند خروجی در نظر گرفت که در آن، گشتاور و یا نیرو در مفصل های روبات، به عنوان ورودی و زوایه های مفصل های لولایی و یا جابجایی های خطی مفصل های کشویی و یا حتی موقعیت انتهای روبات، به عنوان خروجی می باشد. روش های کنترلی فراوانی از قبیل کنترل فازی، کنترل تطبیقی و کنترل مقاوم جهت کنترل روبات، به کار گرفته شده است. در این پایان نامه از یک روش کنترل مقاوم به نام روش فیدبک کمی، به منظور کنترل نیرو در یک روبات چهار درجه آزادی استفاده می شود. با توجه به کوپله بودن معادلات دینامیکی غیرخطی روبات و چندمتغیره بودن آن، می توان روبات را توسط روش های شناسایی به صورت یک سیستم چهار ورودی ـ چهار خروجی با معادلات دینامیکی نامعین خطی، مدل سازی نمود. سپس با استفاده از روش فیدبک کمی، کنترل کننده ها و پیش فیلترهای مناسب را طراحی کرد. این طراحی براساس تعقیب مسیر توسط انتهای روبات و همچنین اعمال نیروهای مورد نظر طراح صورت پذیرفته است. موضوع تعقیب اعمال نیروی مطلوب توسط روبات، از مسائل به روز در تحقیقات می باشد که این امر با استفاده از روشی جدید در این پایان نامه انجام شده است. از جمله عوامل پیچیده در طراحی کنترل کننده ها و پیش فیلترها، تداخل دینامیک هر کدام از رابط های روبات می باشد که منجر به ادغام حلقه های کنترل سیستم می شود. طراحی کنترل کننده ها و پیش فیلترها، براساس کاهش تداخل معادلات دینامیکی روبات انجام می شود. پس از طراحی این کنترل کننده ها و پیش فیلترها، شبیه سازی برای مدل واقعی در دو مسیر با نیروهای متفاوت انجام شده است. نتایج به دست آمده، نشان دهنده یک طرح بهینه برای یک روبات چهار درجه آزادی می باشد.