توسعه و پیاده سازی روش های کنترل از دور ربات بر مبنای معیار شفافیت

در شاخه ای از رباتیک به نام رباتیک از دور می توان به کنترل ربات ها در فواصل دور یا دور از دسترس پرداخت. کاربر با در دست گرفتن یک ربات (راهبر) و حرکت دادن آن، دستورات لازم برای حرکت رباتی دیگر (رهرو) در محیط دور را وارد می کند و برای درک آن محیط، اطلاعاتی مانند نیرو و موقعیت را دریافت می کند. معیار عملکرد شفافیت به میزان احساس حضور کاربر در محیط دور می-پردازد. در این پروژه یکی از روش های ارائه شده برای اندازه گیری شفافیت به مسئله کنترل مقاوم توسعه داده شده است. تأخیرزمانی در انتقال داده بین دو ربات یکی از دشواری های طراحی است که در اینجا به مثابه نامعینی افزوده شده به یک سیستم خطی مدل شده است. عملکرد مقاوم هم در قالب تابع تبدیل شفافیت به صورت مسئله کنترل مقاوم افزوده شده است. در این صورت ساختاری ارائه شده است که در آن پایداری و شفافیت در حل مسئله کنترل با هم در نظر گرفته می شوند. در حالت کنترل نیرو-موقعیت در سیستم رباتیک از دور، می توان طراحی کنترل کننده مقاوم از لحاظ پایداری و عملکرد را در غالب یک مسئله حساسیت مخلوط ، با بهینه سازی شفافیت و با قید پایداری، انجام داد. مسئله طراحی مقاوم روی یک سیستم راهبر-رهرو شبیه سازی شده است. در نهایت ساختار ارائه شده بر روی سیستم واقعی با دستگاه هپتیک فانتوم به عنوان ربات راهبر و ربات کارتزین به عنوان رهرو پیاده شده است. برای آنکه بتوان سیستم واقعی را به صورت سیستم خطی مدل کرد، در ربات کارتزین اصطکاک و دینامیک های مدل نشده جبرانسازی شده اند. نیروی وارده بر ربات کارتزین توسط فیلتر کالمن تخمین زده شده و به ربات فانتوم فیدبک می شود. نتایج پیاده سازی، پایداری مقاوم سیستم کلی به همراه شفافیت قابل قبول آن را نشان می دهد.