کنترل فازی تطبیقی بازوهای ماهر رباتیک با مفاصل انعطاف پذیر

رباتهای الکتریکی توسط موتورهای الکتریکی رانده می شوند که به منظور کاهش سرعت و افزایش گشتاور موتور از المان هایی نظیر چرخ دنده ها استفاده می کنیم و با به کار بردن این المان ها پدیده انعطاف پذیری در سیستم انتقال قدرت بوجود می آید [1]. معمولا انعطاف را در معادلات با فنر مدل می کنند در نتیجه یک درجه آزادی به سیستم اضافه می نماید [2]. روش های کنترلی پیشین، کمتر به اثر انعطاف پذیری مفاصل پرداخته که در عمل باعث کاهش کارایی و حتی در بعضی موارد موجب ناپایداری سیستم نیز می شود [3]. در سالهای اخیر تحقیقاتی بر روی کنترل ربات هایی با مفاصل انعطاف پذیر انجام شده است [2-4-5] ولی به دلیل حجم محاسبات بالا، کنترل معمولا بر روی ربات های تک-رابط [6] یا دو-رابط [7]انجام می شود و کمتر بر روی ربات های صنعتی با تعداد مفاصل بیشتر، تحقیق شده است همچنین در بعضی موارد نیز اثر تزویج در نظر گرفته نشده است [1]. امروزه روشهای متفاوتی برای کنترل مفاصل انعطاف پذیر ارائه شده است و از آنجا که مدل سازی دارای عدم قطعیت می باشد روشهای نظیرکنترل مقاوم و تطبیقی خودنمایی میکنند. کنترل تطبیقی بر مبنای قانون لیاپانوف فقط به عدم قطعیت پارامتری پاسخ می دهد ولی کنترل مقاوم علاوه بر عدم قطعیت پارامتری، اغتشاش خارجی و دینامیک مدل نشده را نیز جبران می نماید. ولی در کنترل مقاوم نیز حدود این عدم قطعیت ها باید معلوم باشد. [8]. همچنین محققان با ترکیب کنترل کننده های پیشین با کنترل کننده هایی نظیر فازی [9],شبکه عصبی [11] یا الگوریتم های هوشمند [12] برای غلبه بر عدم قطعیت ها تلاش کرده اند. به دلیل پیچیدگی معادلات سیستم های انعطاف پذیر در مدل سازی، میتوان از روش های کنترلی غیر وابسته به مدل نظیر روش غیر خطی [4], مقاوم [3], فازی [6] و شبکه عصبی [11] استفاده کرد. اغلب روش های کنترل ربات بر مبنای استراتژی کنترل گشتاور طراحی شده اند. از آنجا که این روش وابسته به مدل است با عدم قطعیت های زیادی مواجه میشویم و قوانین کنترلی بسیار پیچیده و حجم محاسبات بسیار زیاد میشود [10]. اخیرا روشی در کنترل ربات ها ارایه شده است که قادر است سیستم را بدون وابستگی به مدل دینامیکی ربات کنترل کند که این روش استراتژی کنترل ولتاژ نام دارد.از جمله مزایای این روش کنترلی نسبت به روش کنترل گشتاور این است که حجم محاسبات بسیار کاهش یافته و همچنین به دلیل وابسته نبودن به مدل ربات مقاوم تر است زیرا دیگر عدم قطعیت هایی نظیر دینامیک مدل نشده و عدم قطعیت پارامتری در قانون کنترل دخیل نیستند [4]. با توجه به اهمیت کاربرد ربات های صنعتی با مفاصل انعطاف پذیر و پیچیدگی معادلات آن ها ،در این پایان نامه به دنبال آن هستیم تا با رویکرد کنترل ولتاژ، روش جدیدی برای طراحی کنترل کننده فازی تطبیقی ارائه دهیم که به مدل ربات وابسته نباشد و همچنین در برابر عدم قطعیت ها نیز مقاوم باشد. در نهایت روش پیشنهادی با روش مرسوم کنترل گشتاور مقایسه می شود.