طراحی سیستم کنترل امپدانس مقاوم یک بازوی ربات
چکیده
سیستم¬های کنترل ربات همچون سایر سیستم¬ها در معرض اختلالات خارجی، نامعینی در پارامترهای سیستم و دینامیک¬های مدل نشده می¬باشند که این عوامل معمولا پایداری و عملکرد سیستم را کاهش می¬دهند. آن¬چه که در امر کنترل ربات همواره مشکل¬ساز بوده وجود نامعینی¬های ساختاری و غیرساختاری در مدل دینامیکی ربات است که به¬طور کلی به شرایط کاری ربات وابسته هستند. در بسیاری از کاربردها نیز، مانند جوشکاری و برشکاری بازوی ربات در تماس با محیط اطراف خود است که در نتیجه این تماس نیرویی به محیط اعمال می¬کند. بعضی از مواقع نیاز داریم تا این نیروها را کنترل کنیم بنابراین کنترل نیرو نقش بسیار مهمی در به سرانجام رسیدن کارها دارد. هدف از طراحی سیستم کنترل نیرو برای بازوهای رباتی در این پروژه، تعقیب نیروی مطلوب مشخص است به گونه¬ای که ربات بتواند رفتار مقاومی را در برابر عدم قطعیت¬های موجود در مدل دینامیکی از خود نشان دهد. از این جهت در این پژوهش دو طرح کنترل امپدانس مقاوم برای بازوهای رباتی ارائه شده است که این طرح¬های پیشنهادی قابلیت تعقیب نیروی مطلوب مشخص و جبران نامعینی¬ها در مدل دینامیکی ربات را داراست. علاوه بر این، روش¬های ارائه شده باعث کاهش پدیده چترینگ در نیروی اعمالی به محیط نیز شده است. همگرایی و پایداری مجانبی یکنواخت سراسری الگوریتم¬های کنترلی از طریق تئوری پایداری لیاپانوف تحلیل شده است. شبیه¬سازی¬ها بر روی یک بازوی ربات صنعتی دو عضوی صفحه¬ای انجام شده است که ابعاد و جرم¬ عضو¬ها مطابق مفاصل شانه و آرنج از بازوی ربات صنعتی ta9 انتخاب شده است. نتایج شبیه¬سازی، مقاوم بودن طرح پیشنهادی را تحت نامعینی در مدل دینامیکی بازوی ربات، کاهش خطای تعقیب موقعیت و کاهش خطای نیرو نشان می¬دهد.