کنترل فازی نوع-2 تطبیقی غیر مستقیم ربات های با مفاصل قابل انعطاف

The properties of flexible-joint robots such as nonlinearity, being time variable, coupling and high order, an accurate modeling of its dynamics is complicate. therefore, model-free control methods are a suitable choice to control flexible-joint robots. in this paper, as a novelty, an indirect type-2 fuzzy control is presented for flexible-joint robots. the proposed scheme has the advantage of being computationally simple,decoupled and free from manipulator dynamics. this advantage is for adopting voltage control strategy instead of common torque control strategy. the proposed method includes two interior loops: the inner loop controls the motor position using indirect type-2 fuzzy control while the outer loop controls the joint angle of the robot. to do this, an adaptive proportional-integral-derivative (pid) controller is used and by defining proper sliding condition using gradient descent there pid control gains are updated. stability analysis is presented to verify the effectiveness of the proposed method. a three-joint articulated flexible-joint robot is simulated and simulation results show the superior of the indirect adaptive type-2 fuzzy system to nonlinear control method.توصیف دقیق دینامیک ربات های با مفاصل قابل انعطاف به دلیل ویژگی های خاص مدل از جمله غیرخطی، متغیر با زمان، تزویج و مرتبه بالا کار بسیار پیچیده ای است. به همین دلیل کنترل کننده هایی که طراحی آنها به مدل وابسته نیست، می تواند گزینه مناسبی برای کنترل ربات های قابل انعطاف باشد. در این مقاله، برای نخستین بار کنترل کننده فازی نوع-2 تطبیقی غیرمستقیم با استراتژی جدید کنترل ولتاژبرای ربات هنرمند با مفاصل قابل انعطاف ارایه می گردد. این طرح جدید در مواجه با عدم قطعیت های گسترده کارامد است. کارآیی این روش جدید کنترلی از آن جهت برجسته می شود که ساده و غیر متمرکز بوده و به مدل ربات وابسته نیست. این مزیت بخاطر بکارگیری روش کنترل ولتاژ بجای روش مرسوم کنترل گشتاور بدست می آید. روش کنترل پیشنهادی شامل دو حلقه است: در حلقه داخلی، موقعیت موتور با استفاده ازکنترل کننده فازی نوع-2 تطبیقی غیرمستقیم کنترل می شود درحالی که حلقه خارجی، موقعیت زاویه ای مفصل ربات را کنترل می نماید. برای این منظور، از کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی تطبیقی استفاده می شود که ضرایب آن با انتخاب سطح لغزش مناسب توسط روش گرادیان به روز می شوند. پایداری کنترل‌کننده پیشنهادی به روش تحلیلی ثابت می شود. نتایج شبیه سازی ربات هنرمند با انعطاف مفاصل مزیت روش تطبیقی را نسبت به روش غیرخطی بخوبی نشان می دهد.