کنترل مقاوم مبتنی بر روش کنترل بهینه یک عملگر الاستیکی مورد استفاده در مفصل زانو

سیستم های توانبخشی نظیر عملگرهای الاستیکی سری چرخشی باید بتوانند گشتاور دقیق مطلوب را تولید کنند. این مقاله به منظور توانبخشی در مفصل زانوی افراد معلول، به موضوع کنترل یک عملگر الاستیکی سری چرخشی پرداخته تا بتواند یک حرکت نرم در قدم زنی افراد را فراهم نماید. این عمگرها دارای مقاومت غیرخطی ذاتی و نیز با عدم قطعیت های دینامیک مدل روبرو بوده که چالش هایی در برابرکنترل دقیق آنها به وجود می آورند. به منظور کنترل دقیق این عملگرها، کنترل کننده علاوه بر کنترل گشتاور خروجی، می باید در برابر تغییرات پارامترها نیز مقاوم باشد. در این مقاله یک کنترل کننده مقاوم مبتنی بر نگرش بهینه طوری طراحی شده است که علاوه بر ارتقای عملکرد کنترلی در برابر عدم قطعیت ها نیز مقاوم باشد. مقایسه خروجی سیستم حلقه بسته با اعمال روش پیشنهادی نسبت به روش های مرسوم نظیر کنترل کننده مدلغزشی و کنترل کننده مدلغزشی-تطبیقی، به کمک شبیه سازی صورت گرفته است.

Optimal Robust Control for a Series Elastic Actuator assisting Knee Joint

Rehabilitation and assistive systems such as rotary series elastic actuators (RSEA) should provide the desired torque precisely. In this paper, to improve the life quality of those who suffer from weak knees, the control problem of a rotary series elastic actuator (RSEA) has been studied in order to generate soft human walking motion. These actuators produce the require torque, but the nonlinear resistive and inertia loads inherent in the actuators, set challenges to generate the desired torque accurately. The nonlinear resistive factors and uncertainties in plant dynamics which make the precise torque control difficult should be considered. In this paper, a robust controller based on an optimized control approach is designed to enhance control performance and provide the robustness for modeling uncertainties. The simulation is used to compare the output results of the proposed algorithm with the conventional methods such as sliding mode and adaptivesliding mode controllers.