کنترل غیرخطی رباتpuma توسط روش مد لغزشی فراپیچشی به همراه رویتگر اغتشاش با قابلیت تحمل پذیری عیب به منظور کاربرد در جراحی

در کنترل ربات‌های جراحی دقت ردیابی بسیار بالا، سیگنال‌های کنترلی بدون لرزش، مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت‌های پارامتری و غیر پارامتری، قابلیت تحمل‌پذیری عیب و عدم نیاز به حسگرهای اندازه‌گیری سرعت زاویه‌ای حاضر اهمیت است. در مقاله حاضر روش کنترلی ارائه شده به دنبال حل هم‌زمان چالش‌های یاد شده است. به ‌منظور افزایش دقت ردیابی و سرعت همگرایی خطا و همچنین کاهش پدیده لرزش از ترکیب روش‌های مد لغزشی مرتبه دوم و مد لغزشی فراپیچشی استفاده ‌شده است. همچنین برای تخمین عدم قطعیت‌های سیستم و حالت‌های مربوط به سرعت زاویه‌ای ربات از یک رویتگر اغتشاش توسعه‌ یافته با همگرایی زمان محدود مبتنی بر مد لغزشی مرتبه بالا استفاده‌ شده است که موجب می‌شود علاوه بر دقت تخمین سرعت زاویه‌ای مفاصل ربات و عدم قطعیت دینامیک سیستم، دامنه لرزش سیگنال‌های کنترلی نیز به صورت چشمگیر کاهش یابد. نتایج شبیه‌سازی روش پیشنهادی ارائه‌ می شود و به ‌منظور ارزیابی کیفیت عملکرد آن، نتایج با پژوهش‌های معتبر مرتبط قبلی مورد مقایسه قرار می گیرد که نشان‌دهنده عملکرد مطلوب و بهتر روش پیشنهادی در حل چالش‌های یاد شده است.

nonlinear control of the puma robot using the super-twisting sliding mode method and disturbance observer with fault tolerance capability for application in surgery

in the control of surgical robots, very high tracking accuracy, chattering-free control signals, robustness to parametric and nonparametric uncertainties, fault-tolerant capability, and no need for angular velocity measurement sensors are very important. in this article, the proposed control method seeks to solve the mentioned challenges at the same time. in order to increase the trackingaccuracy and error convergence speed, as well as to reduce the chattering phenomenon, a combination of second-order sliding modeand super-twisting sliding mode methods has been used. also, to estimate the uncertainties of the system and angular velocities ofthe robot, a finite-time convergent disturbance observer based on the high-order sliding mode has been used, which causesaccurately estimating the angular velocities of the robot joints and the uncertainty of the system dynamics, as well as decreasing thechattering domain of control signals to also have a significant reduction. the simulation results of the proposed method arepresented, and in order to evaluate its performance, the results are compared with previous valid research, which shows a betterperformance of the proposed method in solving the mentioned challenges.