طراحی کنترل کننده نظارتی با استفاده از رویتگر اغتشاش غیرخطی برای یک بازوی رباتیکی

Abstract

از خصوصیات سیستمهای فیزیکی وجود اغتشاش و عدم قطعیت است که میتواند موجب کاهش کارایی و یا ناپایداری در سیستمهای صنعتی گردد. بازوی رباتیک نیز یکی از سیستمهای پرکاربرد در صنعت است که بهشدت تحت تأثیر اغتشاشهای گوناگون قرار میگیرد. ایجاد فرایند کنترلی مناسب جهت حذف اغتشاش، یکی از ملزومات استفاده از این سیستمها میباشد. از طرفی، بازوی رباتیک سیستمی غیرخطی است، بنابراین برای تخمین اغتشاشات ورودی به آن، نیاز به استفاده از رویتگری است که برای سیستمهای غیرخطی کارا باشد. در این مقاله از رویتگر اغتشاش غیرخطی برای تخمین اغتشاش ثابت و اغتشاش نوسانی موجود در بازوی ربات استفاده شده است. از طرفی، کنترلکنندههای عادی توانایی مقابله با اغتشاشات متفاوت را نداشته و نیاز به کنترلکنندههای دیگری احساس میشود که دربرابر اغتشاشات و عدم قطعیتها مقاوم باشند. لذا این مقاله ساختار کنترلکننده نظارتی را برای پایداری و حذف اغتشاش پیشنهاد میدهد. کنترل نظارتی شامل دو سطح است که سطح اول برای شرایط بدون اغتشاش طراحی شده است و سطح دوم در هنگام شناسایی اغتشاش و یا شرایط غیرعادی وارد عمل میگردد. در این مقاله، سطح اول کنترلی از 2 PDجهت پایدارسازی در حال عادی استفاده مینماید، اما چون PDبهتنهایی توانایی مقابله با اغتشاشها و عدم قطعیتها را ندارد، ساختار کنترلکننده نظارتی 3وارد عمل می شود و برای پایداری و حذف اغتشاش از کنترلکننده مد لغزشی (4)SMCبهره میبرد. در واقع روش پیشنهادی، برپایهی اغتشاشهای پیشبینی شده تصمیم میگیرد که از کدام سطح کنترلی استفاده نماید و سیگنال کنترلی مناسب را برای پایداری مجانبی سیستم تولید کند. به علاوه،در این مقاله اثبات میشودکه کنترل مد لغزشی ساده توانایی مقابله با اغتشاش ناسازگار 5ربات را ندارد و برای پایدارسازی از کنترل مد لغزشی نوین( 6)NSMCاستفاده میشود. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، در چندین حالت شبیهسازی انجامشده است که نتایج عددی ، مزیت و کارایی کنترلکننده جدید پیشنهادی را نشان میدهد