در این مقاله یک کنترل کننده نیروی فعال ترکیبی مقاوم بهینه بر مبنای الگوریتم جستجوی هارمونی برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه طراحی شده است. معادلات دینامیکی به روش لاگرانژ با در نظر گرفتن سه عملگر روی مفاصل ران، زانو و قوزک به منظور تعقیب یک مسیر مشخص استخراج شده است. عدم هماهنگی حرکات و تبادل نیرو بین ربات با بدن انسان که به صورت اغتشاش به ربات اعمال می‌شود از جمله مشکلات عمده ربات‌های اسکلت خارجی می‌باشد. به منظور کاهش اثر اغتشاش و افزایش دقت، از ترکیب کنترل فعال نیرو (حلقه اصلاحی ورودی کنترلی) با کنترل موقعیت به‌عنوان روشی کارآمد و مقاوم استفاده می‌شود. در روش کنترل فعال نیرو، برای استخراج ورودی کنترلی مقاوم در برابر اغتشاشات اعمال شده، ممان اینرسی لینک‌های رابط در هر لحظه با مینیمم کردن معیار خطای ITAE و نرخ تغییرات ورودی کنترلی، به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی تخمین زده شده و بر مبنای تخمین حاصل، ورودی کنترلی اصلاح می‌شود. برای حلقه کنترل موقعیت نیز دو کنترل کننده مد لغزشی وخطی سازی پسخورد طراحی شده است. به منظور اعتبارسنجی، ربات در نرم‌افزار آدامز مدل شده و ورودی کنترلی حاصل از کنترل کننده‌های نیرو و موقعیت طراحی شده به مدل استخراجی از آدامز اعمال شده است. برای مقایسه منطقی، پارامترهای کنترلی با الگوریتم جستجوی هارمونی بهینه شده و سپس عملکرد کنترل کننده‌های موقعیت در حالت ترکیبی و معمولی (بدون حلقه کنترل نیرو) با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج به‌دست آمده بیانگر برتری روش کنترل مد لغزشی ترکیبی ارائه شده نسبت به دیگر کنترل کننده‌های فوق می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: ربات اسکلت خارجی، مدل‌سازی دینامیکی، کنترل مد لغزشی، کنترل فعال نیرو، الگوریتم جستجوی هارمونی

متن کامل [PDF 1600 kb]   (4916 دریافت)