طراحی و پیاده‌سازی عملی کنترل‌کننده خطی‌ساز پسخور تطبیقی مبتنی بر رؤیت‌گر حالت توسعه‌یافته برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف‌پذیر

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 نویسنده مسئول: استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

doi
چکیده

در این مقاله به طراحی و پیاده‌سازی عملی یک کنترل‌کننده مبتنی بر خطی‌ساز پسخور برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف‌پذیر در حضور اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت‌های مدل پرداخته می‌شود. برای دسترسی به یک مدل دینامیکی با مرتبه کاهش‌یافته، اما دقیق و قابل‌اطمینان از سیستم جهت استفاده در طراحی کنترل­کننده، یک رؤیت‌گر حالت توسعه‌یافته پیشنهاد می‌شود. در روش پیشنهادی، با در نظر گرفتن جمله دربرگیرنده­ی عدم قطعیت‌های مدل و اغتشاشات خارجی سیستم به‌عنوان یک متغیر حالت جدید، تخمینی از این متغیر در کنار سرعت زاویه‌ای بازو با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری مربوط به موقعیت زاویه‌ای بازو ارائه می‌شود. کنترل‌کننده طراحی‌شده مبتنی بر این رؤیت­گر می­تواند خود را با شرایط واقعی تطبیق داده و در هرلحظه اطلاعات مربوط به عدم قطعیت‌های مدل و اغتشاشات خارجی را استفاده نماید. سیستم‌ کنترلی با و بدون استفاده از رؤیت­گر به‌صورت آزمایشگاهی برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف‌پذیر پیاده‌سازی می‌شود. نتایج حاصل حاکی از این است که اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت‌های موجود در سیستم به‌صورت برخط به‌خوبی تخمین زده‌شده و به کنترل‌کننده ارسال می­گردد. بدین ترتیب کنترل‌کننده‌ی تطبیقی طراحی‌شده می­تواند با بهره‌گیری از اطلاعات فقط یک حسگر به‌واسطه‌ی استفاده از مدل کاهش‌یافته، مسیرهای مختلف برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف­پذیر را با دقت بالایی در شرایط واقعی ردیابی کند. همچنین، الگوریتم پیشنهادی به دلیل حجم محاسبات کم، سریع بوده و برای پیاده‌سازی عملی مناسب است.