کنترل بهینه غیرخطی برای یک پروتز رباتیکی بالای زانوی فعال با استفاده از رویکرد معادله ریکاتی وابسته به حالت
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی برق، پزشکی و مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، قزوین، ایران
2 دانشکده مهندسی برق، پزشکی و مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین
3 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2020.17815.6668چکیده
امروزه پیشرفتهای علمی و تکنولوژیکی امکان جایگزینی پروتزهای رباتیکی پا را با اندام قطعشده ایجادکردهاست˓ که طراحی کنترلکنندهی مناسب برای آنها همچنان مورد بحث محققان میباشد. از اینرو با توجه به اهمیت این موضوع˓ در این مقاله ترکیبی از روش کنترل بهینه غیرخطی مبتنی بر رویکرد معادله ریکاتی وابسته به حالت با روش کنترل حالت انتگرالی برای یک پروتز رباتیکی از نوع فعال برای قطععضوهای بالای زانو پیشنهادشدهاست. هدف اصلی در این مقاله بهینهسازی مصرف انرژی سیستم ربات/ پروتز و ردیابی مطلوب مسیرهای موردنظر در جابهجایی عمودی لگن˓ زاویه ران و زاویه زانو میباشد. همچنین با توجه به خاصیت مقاومبودن کنترلکنندهی ترکیبی پیشنهادی˓ آنالیز حساسیت نیز در مقابل30% تغییر در مقدار پارامترهای سیستم بررسی و نتایج با رویکرد کنترل امپدانس مدل مرجع تطبیقی مقاوم مقایسه میگردد. عملکرد کنترلکننده در دو حالت حرکت نقطه به نقطه و ردیابی با لحاظکردن محدودههای اشباع برروی سیگنالهای کنترلی سنجیده شدهاست. در نهایت نتایج شبیهسازی نشاندهندهی کاهش تلاش کنترلی˓ عملکرد مطلوب در ردیابی وضعیتها و مقاومت نسبتا خوب در حضور عدمقطعیتهای پارامتری سیستم و اغتشاشات ثابت میباشد. نتایج عددی نیز بیانکنندهی کاهش قابلملاحظهی انرژی مصرفی و همچنین مقدار هزینهکل روش پیشنهادی در مقایسه با رویکرد کنترل امپدانس مدل مرجع تطبیقی مقاوم میباشد.
