مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدل سازی دینامیکی و کنترل مود لغزشی یک ربات موازی سه درجه آزادی با ساختار 3[P2(US)]

نویسندگان
1 دانشجو
2 عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی
3 هیات علمی
چکیده
در این مقاله، مدل سازی دینامیکی و کنترل یک ربات موازی با سه درجه آزادی انتقالی انجام شده است. با توجه به مقید بودن سیستم، معادلات قید بر اساس سینماتیک ربات استخراج و مدل دینامیکی ربات با استفاده از روش لاگرانژ به دست آمده است. به منظور کنترل موقعیت ربات روی مسیر طراحی شده، با توجه به عدم قطعیت در مدل دینامیکی استخراج شده، یک کنترل کننده مود لغزشی، طراحی شده که در مقابل نایقینی های مدل مقاوم می باشد. عملکرد کنترل کننده طراحی شده در شرایط مختلف از جمله در حضور اغتشاش و تغییر پارامترهای سیستم، شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، پاسخ کنترل کننده مود لغزشی با پاسخ یک کنترل کننده خطی سازی پسخوراند مقایسه شده و تاثیر اغتشاش و تغییر پارامترها روی هر دو کنترل کننده نشان داده شده است. همچنین تاثیر در نظر گرفتن توابع سطح لغزش متفاوت در عملکرد کنترل مود لغزشی و استفاده از انتگرال خطا بجای خود خطا بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده مود لغزشی پیشنهادی با وجود درنظرگرفتن اغتشاش و عدم قطعیت های موجود در مدل، قادر به کنترل حرکت ربات موازی روی مسیر طراحی شده بوده و دارای عملکرد مطلوبی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Dynamic Modeling and Sliding Mode Control of a Three DOF Parallel Robot with 3[P2(US)] Structure

نویسندگان English

Mahmoud Mazare 1
Mostafa Taghizadeh 2
Mohammad Rasoul Najafi 3
چکیده English

In this paper, dynamic modeling and control of a three-degrees-of-freedom parallel robot with pure translational motion is performed. Constraint equations are derived based on the kinematic model of the robot and Lagrange method is applied to derive the dynamic equations. In order to control the robot position on planned reference trajectories, in presence of uncertainties of the dynamic model, a sliding mode controller is designed which is robust against the uncertainties and induced noises. Performance of the designed controller is simulated and evaluated in different conditions including the presence of noise and parameters variation. In this regard, a comparison has been made between the response of the proposed sliding mode controller and response of a feedback linearization controller, indicating their capabilities in noise rejection and compensation of parameters variation. Also, the effect of defining different sliding surfaces on the performance of the sliding mode controller, and using the integral of error instead of the error itself, have been studied and examined. Results show that the proposed sliding mode controller has a desirable performance in tracking the reference trajectories in presence of the model uncertainties and noise for this kind of parallel mechanism.

کلیدواژه‌ها English

3-[P-2(US)] parallel manipulator
Dynamic modeling
constrained systems equations
Sliding mode control
sliding surface function