طراحی کنترل‌کننده‌های کلاسیک و فازی pid، pd و pi برای کنترل بازوی مکانیکی بالابر باسکول‌دار

رباتیک برای کمک به توسعه صنایع و کاهش مصدومیت انسانی کاربرد فراوانی یافته و با تنظیم کنترل‌کننده برای دستیابی به سرعت و دقت مناسب می‌توان عملکرد این ربات‌ها و در نتیجه کاهش آمار مصدومیت‌ها را بهبود بخشید. تاکنون کنترل‌کننده‌ها اغلب از معادلات حاکم بر سینماتیک مستقیم و معکوس، با هدف کنترل موقعیت مجری نهایی بازو استفاده می‌کردند. حل دشوار معادلات سینماتیک مستقیم و معکوس، خطا در حل معادلات، نبود محیط کاربرپسند، انعطاف‌ناپذیری در تصمیم‌گیری و حجم محاسبات از مشکلات سامانه‌های کنترلی موجود رباتیک است. در این مقاله، ربات بالابر توسط دو روش کنترلی کلاسیک و fuzzy و با 4 درجه آزادی مدل شده که در آن چهار قسمت از بازو توسط کنترل‌کننده‌های pid، pd و pi  بررسی شده و از matlab-simulink به‌عنوان ابزار برای آزمایش ویژگی‌های حرکتی ربات استفاده شده است. مشاهده شد که کنترل‌کننده pd  با وجود نداشتن درصد بالازدگی، در اکثر موارد منجر به ایجاد خطای حالت ماندگار می‌شود. در حالی که، کنترل‌کننده‌ pi در اکثر موارد زمان نشست مطلوبی ارائه می‌دهد ولی درصد بالازدگی بالاتری نسبت به pid دارد. در نهایت، نتایج نشان داد که کنترل‌کننده pid فازی پاسخ‌های بهتری نسبت به کنترل‌کننده pid کلاسیک و کنترل‌کننده‌های کلاسیک و فازی pi و pd ارائه می‌دهد.

design of classic and fuzzy pid, pd, and pi controllers for control of a bascule lift mechanical arm

robotics has been widely used to develop industries and reduce human injuries, and by adjusting the controller to achieve proper speed and accuracy, improvement of the performance of these robots and reducing the number of injuries can be achieved. until now, controllers have often used the governing equations of direct and inverse kinematics, aiming to control the position of the final actuator of the arm. difficulty to solving direct and inverse kinematics equations, errors in solving equations, lack of user-friendly environment, inflexibility in decision-making and the volume of calculations are among the problems of existing robotic control systems. in this article, the lifting robot is modeled by two control methods (classic and fuzzy) with 4 degrees of freedom, in which four parts of the arm are checked by pid, pd and pi controllers and matlab-simulink is used as a tool for testing the robot’s movement characteristics. it was observed that the pd controller, despite not having a high percentage, leads to a steady state error in most cases. while, the pi controller provides a favorable settling time in most cases, it has a higher increase percentage than pid. finally, the results showed that the fuzzy pid controller provides better responses than the classical pid controller and the classical and fuzzy pi and pd controllers.