بهینه سازی تطبیقی ردیابی مسیر ربات ماهر با استفاده از استراتژی کنترل ولتاژ

در این مقاله، روند طراحی یک کنترل کننده بهینه پایدار تطبیقی بر خط به منظور ردیابی مسیر بازوی ربات با استفاده از روش تنظیم کننده خطی مربعی ارایه شده است. به طور کلی بکارگیری این روش در نهایت منجر به حل یک معادله دیفرانسیل ریکاتی می شود که در قالب متعارف خود در یک فرم معکوس با استفاده از شرایط نهایی به صورت خارج از خط حل می شود و در حالت خاص سیستم تغییر ناپذیر با زمان و زمان بی نهایت به معادله جبری ریکاتی تبدیل می شود. ولی در این مقاله معادله دیفرانسیل ریکاتی مورد نظر به عنوان یک تابع تطبیقی جهت کنترل ولتاژ موتور در نظر گرفته شده و به فرم رو به جلو با استفاده از شرایط اولیه به صورت برخط به منظور پاسخدهی مناسب به تغییرات محیط، حل می شود. در ضمن پایداری مجانبی خطای ردیابی این کنترل کننده با انتخاب یک تابع لیاپانف مناسب تضمین می گردد. از طرف دیگر، عدم قطعیت های پارامتری مانند تغییرات پارامتر جرم بازوی ربات و همچنین اغتشاشات خارجی محیط در مطالعات شبیه سازی ها در نظر گرفته شده است و بدین سبب مقاوم بودن طراحی نشان داده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها به منظور ردیابی سیگنال مرجع در حضور اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت مدل، نشان دهنده برتری کنترل کننده بهینه ولتاژ پیشنهادی و صرف کمتر توان سیگنال کنترلی مورد نیاز (ولتاژ موتور های بازوهای ربات) در مقایسه با توان مصرفی موتور های کنترل کننده های بهینه مشابه اِعمال شده بر روی گشتاور موتورهای بازوهای ربات و همچنین روش های طراحی کلاسیک کنترل کننده، نظیر pid است.