16359

16359

طراحي كنترل‌كننده مود لغزشي بهينه بر مبناي معادله ريكاتي وابسته به حالت براي كنترل و تعيين ظرفيت حمل بار بازوهاي مكانيكي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - ديناميك، كنترل و ارتعاشات

شهريورماه 1395

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم - دكتر مرتضي منتظري

مكانيك

چكيده در اين پايان¬نامه، روش مود لغزشي بهينه بيان‌شده و ظرفيت حمل بار ديناميكي بازوي مكانيكي به روش كنترلي مود لغزشي بهينه، بررسي‌شده است. ظرفيت حمل بار يكي از پارامترهاي مهم ربات مي‌باشد كه براي انتخاب ربات براي وظيفه‌اي مشخص مفيد است. روش كنترلي مود لغزشي برگرفته از كنترل بهينه غيرخطي مي‌باشد كه به سيستم‌هاي حلقه بسته اعمال مي‌شود. از ويژگي¬هاي بارز اين روش كنترلي مي-توان به مقاوم بودن در برابر عدم قطعيت اشاره كرد. به دليل بهينه نبودن روش كنترلي مود لغزشي در اين پايان¬نامه با در نظر گرفتن شروط بهينگي و با استفاده از معادله وابسته به حالت ريكاتي در حالت انتگرالي، در سطح لغزش و تعريف سه سطح لغزش جبري، ساده و انتگرالي درنهايت روشي مقاوم و بهينه ارائه‌شده است. در مقايسه روش كنترلي مود لغزشي با سطح لغزش انتگرالي نسبت به سطح لغزش معمول در روش مود لغزشي، زمان رسيدن به سطح لغزش كاهش پنجاه درصدي داشته است. كنترل برخي ربات‌ها در اين پايان¬نامه مورد نظر بوده است، از قبيل بازوي با پايه ثابت، بازوهاي انعطاف‌پذير، ربات متحرك اسكات و بازوهاي همكار. بعلاوه تعيين ظرفيت حمل بار ديناميكي براي ربات متحرك اسكات و بازوهاي همكار محاسبه شده است و نتايج شبيه‌سازي ارائه شده است. در پايان نتايج شبيه‌سازي و نتايج آزمايشگاهي كه با استفاده از نرم¬افزار لبويو بدست آمده¬اند، براي ربات اسكات مقايسه شده‌اند. همچنين در اين تحقيق از دانش پردازش تصوير جهت ايجاد پسخورد در تست‌هاي آزمايشگاهي استفاده شده است. اين تحقيق نشان مي‌دهد كه روش كنترل مود لغزشي بهينه عملكردي به مراتب بهتر از روش مود لغزشي معمولي از نظر مقاومت در برابر عدم قطعيت بيشتر و كمتر كردن زمان رسيدن به سطح لغزش داشته است. واژه‌هاي كليدي: كنترل مود لغزشي بهينه، بازوهاي همكار، سطح لغزش انتگرالي، پردازش تصوير

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In this research, an optimal sliding mode control (SMC) method is derived from combination of SMC an​d the state dependent Riccati equation (SDRE) technique an​d that is applied to a class of nonlinear closed-loop systems. One of the distinguished features of this control method is its robustness towards uncertainty. Due to the lack of optimality in sliding mode control method, in this paper a robust an​d optimal method is presented by considering the SDRE in sliding surface as three types of: algebraic, normal an​d integral sliding surfaces. In addition, because of the use of the state-dependent differential Riccati equation (SDDRE) in the sliding surface, optimal sliding mode control method is able to provide a robust finite time controller. The sensitivity of various percentage of uncertainty in the physical structure of the system is studied. In this paper control relationships for general manipulators are provided. The proposed control structure is implemented on Scout robot theoretically an​d practically using LabVIEW software; an​d the results are compared by considering the uncertainty in its structure. In comparison with conventional SMC, the proposed structure reduced the required time to reach the sliding surface almost fifty percent. In addition, in this research the control of some robots such as fixed base arm robots, flexible manipulators, Scout mobile robot an​d cooperative arms were investigated. Moreover, in this thesis image processing technique has been used in order to make feedback of robot’s manipulator motion during the experimental test. Key words: Optimal sliding mode controller, Cooperative Arms, Integral sliding surfacee, Image Processing