طراحی و مقایسه‌ کنترل پسگام فازی و کنترل مد لغزشی فازی برای کنترل سامانه‌های فروتحریک مکانیکی با دو درجه آزادی

در این مقاله، دو نوع کنترل کننده برای کنترل دسته خاصی از سامانه‌های فروتحریک با دو درجه آزادی ارائه می شود. شیوه طراحی کنترل کننده های پیشنهادی و نحوه اثبات پایداری سامانه حلقه بسته با استفاده از راهکارهایی نظیر کنترل پسگام، کنترل مد لغزشی، منطق فازی و ترکیب آنان با جزئیات ارائه می گردد. اثبات ریاضی نشان می دهد که سامانه حلقه بسته با کنترل کننده های پیشنهادی در حضور عدم قطعیت‌های ساختاری و غیرساختاری، دارای پایداری مجانبی سراسری است. سپس مزایا و معایب کنترل کننده های پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه ملاک هایی نظیر سادگی در نحوه پیاده سازی عملی کنترل کننده، حجم محاسبات ورودی کنترل، نحوه تنظیم ضرایب ورودی کنترل و اندازه دامنه ورودی کنترل انتخاب شده و بر اساس آن‌ها، مقایسه بین کنترل کننده های پیشنهادی ارائه می شود. سرانجام برای بررسی عملکرد کنترل کننده های پیشنهادی، شبیه سازی هایی بر روی سامانه گاری با پاندول معکوس تک لینکی پیاده سازی می گردد. نتایج شبیه سازی ها عملکرد راهکارهای پیشنهادی را به‌روشنی نشان می دهند.

The Design and Comparison of Backstepping Fuzzy Control and Fuzzy Sliding Mode Control for Controlling Underactuated Mechanical Systems with Two Degrees of Freedom

In this paper, two control methods are presented to control a class of underactuated systems with two degrees of freedom. The design method of the proposed controllers and how to prove the stability of the closedloop system using solutions such as backstepping control, sliding mode control, fuzzy logic and their combinations are presented in details. Mathematical proof shows that the closedloop system under the proposed scheme has a global asymptotic stability in the presence of structural and unstructural uncertainties. Then, the advantages and disadvantages of the proposed controls are examined and then some criteria such as simplicity in practical implementation, the control input calculations volume, the adjustment of the control input coefficients, and the amplitude of the control input are used to make comparisons between the suggested controllers. Finally, to evaluate the performance of the proposed controllers, simulations are implemented on the cartposition system with a singlelink inverted pendulum. The simulation results confirm the performance of the proposed solutions.