طراحی کنترل گسسته فازی تطبیقی مقاوم برای ردیابی مجانبی بازوی ربات هنرمند

بازوهای رباتیک سیستمهای غیرخطی چندمتغیره با تزویج بالا و انواع عدم قطعیت‌ها می‌باشند. اگرچه روش‌های کنترل مقاوم و تطبیقی به منظور غلبه بر عدم قطعیت‌ها که شامل عدم قطعیت پارامتری، دینامیک مدل نشده، اغتشاش خارجی و خطای گسسته‌سازی می‌باشند، پیشنهاد شده‌اند ولی به دلیل پیچیدگی دینامیک‌ ربات با مشکل مواجه هستند. یک سیستم فازی می‌تواند به عنوان یک تقریب‌گر عمومی برای تقریب هر تابع غیرخطی استفاده شود. از این ویژگی سیستم‌های فازی در طراحی کنترل‌کننده‌های فازی تطبیقی به خوبی استفاده شده است. سیستم‌های کنترل فازی تطبیقی بر مبنای تضمین پایداری برای بدست آوردن قوانین تطبیق طراحی می شوند. از آنجا که در عمل، قوانین کنترل به‌صورت گسسته پیاده‌سازی می شوند، در این مقاله، طراحی کنترل‌کننده‌های زمان-گسسته فازی تطبیقی ربات با راهبرد کنترل ولتاژ و تحلیل پایداری سیستم‌های کنترل پیشنهادی ارائه شده است. در این مقاله، برای جبران خطای تقریب سیستم فازی روش جدیدی ارائه شده است که نیازی به انتگرال‌گیری از خطای ردگیری ندارد. همچنین، قانون کنترل زمان-گسسته فازی تطبیقی با فیدبک موقعیت پیشنهادی، فقط پس خورد موقعیت مفصل را نیاز دارد.از طرف دیگر، خطای تقریب سیستم فازی و خطای گسسته‌سازی برای ردیابی مجانبی مسیر مطلوب به خوبی جبران شده است. قانون کنترل فازی تطبیقی مقاوم پیشنهادی بر روی یک ربات هنرمند شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که خطای ردگیری ناچیز است و مقدار خطای ردگیری مفصل دوم که دارای بیشترین خطا است در نقطه پایان زمان شبیه‌سازی حدود 6-10رادیان می‌باشد. تطبیق پارامترها به خوبی نشان داده شده و همچنین موتورها رفتار خوبی تحت حداکثر مقدار مجاز ولتاژ دارند.

design discrete robust adaptive fuzzy control for asymptotic tracking of articulated robot manipulator

robot manipulators are nonlinear multivariable systems with high couplings and various uncertainties. although, adaptive and robust control methods are suggested to overcome the uncertainties including parametric uncertainty, un-modeled dynamics, external disturbances and discretization error, they face many challenges because of the complexity in robot dynamics. a fuzzy system can be used as a universal approximator for any nonlinear system. this feature has been efficiently used to design the adaptive fuzzy controllers. adaptive fuzzy control systems are designed based on guaranteeing stability. since practical implementation of the control law is carried out using digital processors, designing a discrete-time adaptive fuzzy controller for robot manipulators based on the voltage control strategy and proposed control systems stability analysis is suggested in this paper. in this paper, a new method is developed for compensating the approximation error of the fuzzy system which does not needed integration of tracking error. moreover, the proposed discrete-time adaptive fuzzy with position feedback control law requires feedbacks of joint positions only. on the other hand, the fuzzy system approximation error and the discretization error are well compensated for asymptotic tracking of the desired path. the proposed robust adaptive fuzzy control law is simulated on an articulated robot. the simulation results show that the tracking error is negligible and the value of the second joint tracking error with the highest error at the end point of the simulation time is about radians. the parameters are well matched and the motors behave well under the maximum allowable voltage.