سیستم عمل از دور دوطرفه درحضور نیروهای تماسی غیرمنفعل و عیب عملگرها

این مقاله به مساله پایدارسازی مجانبی و ردیابی موقعیت و نیرو در سیستم عمل از دور دوطرفه غیرخطی در حضور نیروهای تماسی غیرمنفعل، تاخیرزمانی متغیردر کانال ارتباطی و رخداد عیب در عملگرها می پردازد. به این منظور، یک قانون کنترل تحمل پذیر عیب با رویکرد غیرفعال ارائه می شودکه با استفاده از موقعیت و سرعت زاویه ای بازوهای ربات های محلی و دور اهداف کنترلی را برآورده می کند. با استفاده از قضییه لیاپانفکرازوفسکی شرایط کافی پایداری مجانبی و ردیابی موقعیت در سیستم حلقه بسته به صورت یک سری ناتساوی های ماتریسی خطی برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده استخراج می شود. از مزایای مهم روش ارائه شده این است که توانایی جبران همزمان عیب بایاس و افت کارایی عملگرها را برای سیستم عمل از دور غیرخطی فراهم می کند. همچنین پایداری مجانبی خطای ردیابی موقعیت در حضور نیروهای تماسی غیرمنفعل بواسطه کنترل انتگرال تضمین می شود. نتایج شبیه سازی روش مورد نظر روی سیستم عمل از دور با ربات های 2 و 3 درجه آزادی و مقایسه آن با روش رقیب، کارایی و مزایای روش را نشان می دهد.

Bilateral Teleoperation System in the Presence of Non-passive Interaction Forces and Actuators Fault

This paper addresses the asymptotic stability, position and force tracking problem in the nonlinear bilateral teleoperation system in the presence of nonpassive interaction forces, varying timedelay in communication channel and actuators fault occurrence. For this aim, a passive Fault Tolerant Control (FTC) law is presented which uses the joint positions and velocities of local and remote manipulators to reach control ends. Using the LyapunovKrasovskii theorem, sufficient conditions for asymptotic stability and position tracking are derived in terms of Linear Matrix Inequalities (LMIs), to tune controller parameters. The main contribution of the proposed method is that can compensate the bias fault and loss of effectiveness of actuators in nonlinear teleoperation system. Also the asymptotic stability of positions errors in the system with nonpassive interaction forces is assured using the integral control. Simulation results of teleoperation system with 2 and 3 degree of freedom manipulators with proposed method and comparison to some rival method show the effectiveness and advantages of the proposed method.