کنترل تطبیقی انگشتان دست ربات برای گرفتن توپ نرم ساکن و در حال سقوط به روش فازی سوگنو

داشتن ابزار گرفتن مناسب و تطبیق‌پذیر با کارها و اجسام مختلف از ویژگی‌های بنیادین ربات‌ها در هنگام ارتباط با محیط می‌باشد. از این‌رو، برنامه‌ریزی و طراحی سازوکاری که در آن انگشتان دست به‌طور مطلوب هدایت شوند، امری حائز اهمیت است. انگشتان ربات رفتاری کاملا غیرخطی دارند و تحت تاثیر عواملی چون اصطکاک، ویژگی‌های فیزیکی سازوکارهای انتقال توان و تغییر جهت‌گیری دست، مدل‌سازی آن‌ها با دشواری‌هایی روبرو است. از این رو، استفاده از کنترل‌کننده‌ای که به‌طور مستقل از مدل عمل نماید، بسیار سودمند خواهد بود. در این مقاله، از کنترل‌کننده فازی تاکاگی سوگنو کانگ (tsk) که پارامترهای قسمت تالی آن به‌وسیله قاعده‌ای به‌روز می‌شوند، جهت کنترل نیرو و موقعیت انگشتان ربات برای گرفتن توپ سبک و نرم استفاده می‌شود. طراحی در فضای دکارتی و عدم وابستگی به مدل دینامیکی ربات از مهم‌ترین مزایای این روش می‌باشند. بنابراین ابتدا با تعیین استراتژی‌ای برای گرفتن توپ ساکن، مقادیر مرجع نیرو و موقعیت محاسبه می‌شوند. سپس عملکرد کنترل‌کننده فازی تطبیقی با و بدون حضور عواملی چون نویز اندازه‌گیری نیرو و اصطکاک مفصلی بررسی می‌شوند. علاوه بر این، فرآیند مهارکردن توپ متحرک در حال سقوط به 3 فاز نزدیک‌شدن، قفل‌شدن (ضربه) و نگه‌داشتن تقسیم‌بندی می‌شود. سپس با بررسی نتایج به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی، کارآمدی این روش در انجام مراحل سه‌گانه یادشده نشان داده می‌شود.

Adaptive Control of Robotic Fingers for Grasping Stationary and Falling Soft Balls using Fuzzy Sugeno method

Acquiring appropriate tools adaptable to various tasks is the most fundamental feature of the robots dealing with environment. Therefore, it would be more beneficial to plan a mechanism amenable to control the robotic fingers. Since robotic fingers have completely nonlinear behavior and their modeling is associated with the difficulties arising from the factors such as friction, physical features of transmission mechanisms, and changes in hand’s orientation, adopting a modelindependent method of control will be useful. In this paper, a TakagiSugenoKang (TSK) fuzzy controller, which adaptively updates its consequence parameters, is employed for position/force control of the fingertips grasping a light and soft ball. Designing in Cartesian space and being modelindependent are some of the most important advantages of this method. In the first step, force and position reference values are calculated using a predetermined stationary grasping strategy. Afterward, the performance of the adaptive fuzzy TSK controller in maintaining the ball with and without the existence of force measurement noise and joint friction are evaluated. Furthermore, the process of catching a falling ball is divided into approaching, locking and holding phases. Finally, in the simulation section, it is shown that the adaptive fuzzy TSK controller is an efficient way for performing the aforementioned three phases.