کنترل تطبیقی مد لغزشی نهایی برای بازوی رباتیکی هوایی در حضور عدم قطعیت

در سال‌های اخیر، استفاده از ربات‌های پرنده در کاربرد جدید تحت عنوان بازوهای رباتیکی هوایی، به منظور انجام عملیات در محیط‌های خطرناک و غیرقابل دسترس و همچنین کاهش هزینه‌ها، رایج شده است. ترکیب ربات پرنده و بازوی رباتیکی به دلیل افزایش غیرخطی بودن و کوپل شدن سیستم به طور اجتناب ناپذیری باعث ایجاد وضعیت نامساعد کنترلی و ردیابی مسیر می‌شود. دو رویکرد متفاوت در کنترل بازوی رباتیکی مطرح می‌باشد که شامل رویکرد متمرکز و رویکرد غیرمتمرکز است. روش کنترلی مورد استفاده در این مقاله بر اساس رویکرد غیرمتمرکز می‌باشد که در آن، نیروها و گشتاورهای بازوی رباتیکی به صورت اغتشاش خارجی به ربات پرنده اعمال می‌شود. در راستای استفاده از رویکرد غیرمتمرکز، برای کنترل بازوی رباتیکی از کنترلر جدید مقاوم تطبیقی مد لغزشی نهایی که از بخش تطبیقی به منظور تخمین کران‌های عدم قطعیت و اغتشاش استفاده شده و تضمین همگرایی در مدت زمان محدود را داشته است. همچنین از کنترلر مد لغزشی برگشتی برای ربات پرنده با تضمین پایداری لیاپانوف توسعه داده شده است. در نهایت شبیه‌سازی برای ربات پرنده کوادروتور مجهز به بازوی رباتیکی فعال دو درجه آزادی در حضور عدم قطعیت‌های جرمی برای ماموریت مسیر بررسی دکل نفتی نمایش داده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده دستیابی به عملکرد مطلوب در ردیابی سریع و دقیق مسیر در مدت زمان محدود با کنترلرهای پیشنهادی می‌باشد.

adaptive terminal sliding mode control for the uam in the present of uncertainty

in recent years, flying robots have gained popularity in a new application known as aerial robotic manipulation. this technology performs operations in dangerous and inaccessible environments, significantly reducing costs. however, combining a flying robot with a robotic arm increases system nonlinearity and coupling, leading to challenging control and path-tracking scenarios. there are two main approaches to robotic manipulation control: centralized and decentralized. this paper focuses on the decentralized approach, where the forces and torques from the robotic arm are treated as external disturbances acting on the flying robot. a novel adaptive robust terminal sliding mode controller is employed to implement this decentralized control. the adaptive component estimates the limits of uncertainties and disturbances, ensuring finite-time convergence. additionally, a backstepping sliding mode controller with a lyapunov stability guarantee is developed for the flying robot. finally, a simulation is presented for an unmanned aerial manipulator equipped with a two-degree-of-freedom active robotic arm. the simulation considers mass uncertainties during an oil rig inspection mission. the results demonstrate that the proposed controllers achieve optimal performance, enabling fast and accurate path tracking within a limited time.