مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل مود لغزشی تطبیقی با تخمین‌گر عدم قطعیت برای ربات موازی انتقالی 3-[P-2(US)]

نویسندگان
1 دانشجو
2 عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی
چکیده
در این مقاله، ابتدا به استخراج معادلات سینماتیک معکوس یک نوع ربات موازی با سه درجه آزادی انتقالی پرداخته شده و سپس با استفاده از روش لاگرانژ، معادلات حاکم بر مدل دینامیکی ربات استخراج شده است. از آنجایی که مدل استخراجی، بیان دقیقی از رفتار ربات نیست، مدل دارای عدم قطعیت پارامتری می باشد. از اینرو یک روش برای کنترل ردیابی این ربات ارائه شده است. کنترل کننده پیشنهادی، شامل یک مدل دینامیک معکوس تقریباً شناخته شده به عنوان خروجی بخش مدل-مبنای کنترل کننده، یک ترم تخمینی از عدم قطعیت برای جبران دینامیک مدل نشده، اغتشاشات خارجی، و پارامترهای متغیر با زمان، و همچنین یک کنترل کننده PID غیرمتمرکز به عنوان بخش بازخورد برای بهبود پایداری حلقه-بسته و میزان خطای تخمین عدم قطعیت ها 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 تطبیقی مقاوم پیشنهادی با پاسخ یک کنترل کننده خطی سازی پسخورد مقایسه شده و تاثیر اغتشاش و تغییر پارامترها روی هر دو کنترل کننده نشان داده شده است. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده پیشنهادی با وجود درنظرگرفتن اغتشاش و عدم قطعیت های موجود در مدل، دارای عملکرد مطلوبی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Adaptive Sliding Mode Control with Uncertainty Estimator for a 3-[P-2(US)] Translational Parallel Robot

نویسندگان English

Mahmoud Mazare 1
Mostafa Taghizadeh 2
چکیده English

In this paper, 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, an adaptive robust controller with uncertainty estimator is designed which is robust against the uncertainties and induced noises. The proposed controller consists of an approximately known inverse dynamics model output as model-based part of the controller, an estimated uncertainty term to compensate for the un-modeled dynamics, external disturbances, and time-varying parameters, and also a decentralized PID controller as a feedback part to enhance closed-loop stability and account for the estimation error of uncertainties. 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 adaptive robust controller and response of a feedback linearization controller, indicating their capabilities in noise rejection and compensation of parameters variation. Also, the results show that the proposed sliding mode controller has a desirable performance in tracking the reference trajectories in presence of the model uncertainties and noises for this kind of parallel mechanism.

کلیدواژه‌ها English

3-[P-2(US)] parallel manipulator
Dynamic modeling
Adaptive robust control
Sliding mode
uncertainty estimator