مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی کنترلر تطبیقی برای ربات ساختارپیوسته با مکانیزم تاندونی

نویسندگان
دانشگاه شاهرود
چکیده
در این مقاله دینامیک و کنترل یک ربات ساختار پیوسته با مکانیزم تاندونی مورد بررسی قرارگرفته است. ربات ساختار پیوسته مورد بررسی انحناء- ثابت فرض شده و از اثرات پیچش و تغییر طول در راستای محوری صرف‌نظر شده است. کابل‌های موجود با تیر اویلر برنولی تقریب زده‌ شده و با استفاده از معادلات لاگرانژ فرم بسته معادلات دینامیکی ربات محاسبه‌شده است. در این مقاله کنترل ربات در دو بخش انجام‌شده که در مرحله اول مدل دینامیکی معین فرض شده و با استفاده از فیدبک خطی ساز به کنترل موقعیت و سرعت پرداخته‌شده است؛ اما نامعینی‌های موجود در مدل دینامیکی، همواره کنترل ربات‌های پیوسته را با چالش مواجه می‌کنند. در این وضعیت می‌توان با دانستن تقریبی از پارامترها و انتخاب مقدار مشخصی برای آن به کنترل ربات پرداخت اما در این روش خطا صفر نخواهد شد و در محدوده مشخصی باقی خواهد ماند. لذا در بخش دوم طراحی کنترلر، از روش کنترل تطبیقی برای حل مشکل فوق استفاده‌ شده است. در مسئله مورد مطالعه جرم ستون فقرات اصلی و ستون فقرات ثانویه به‌عنوان نامعینی در سیستم فرض شده است. لذا برای تخمین این نامعینی، یک قانون تطبیق ارائه شده است که ضمن تخمین مناسب پارامترهای فوق، خطا در ردیابی موقعیت و سرعت را صفر می‌کند. نتایج شبیه‌سازی عملکرد مناسب در ردیابی سرعت و موقعیت را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Adaptive Control Design for a Tendon-based continuum robot

نویسندگان English

Habib Ahmadi
Mahdi Bamdad
Seyed Mohammad Mahdi Bahri
چکیده English

In this paper, dynamics and control of a Tendon-based continuum robot is investigated. The curvature is assumed that constant in each section of continuum robot. Kinematic equation is established on the basis of the Euler-Bernoulli beam. The dynamic model of the continuum robot is derived by using Lagrange method. In this paper, robot control is performed in two parts: firstly, Dynamic model is assumed to be known and position and velocity tracking control has been by using the feedback linearization method, But uncertainties in the dynamic model, are constantly challenged the control of continuum robots. For unknown parametric quantities such as mass coefficients, one way is simply substitutes a fixed estimate for the unknown parametric quantities. In this case tracking error is not equal to zero but it’s bounded. For many applications, we cannot assume that tracking error vector is not equal to zero. In such cases we use adaptive controller. In this paper the total mass of the primary backbone and secondary backbone are uncertain parameters, therefore, a new adaptive controller is presented to estimate those uncertainties while cause to asymptotically stable for tracking error. Simulation results show good performance in velocity and position tracking.

کلیدواژه‌ها English

Continuum robot
constant curvature
Adaptive Controller
Euler-Bernoulli beam
Feedback linearization