نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه تهران

چکیده

چکیده: در این مقاله، کنترل کننده فازی ساختار متغیر برای ردیابی مسیر و کنترل ارتعاش سیستم مفصل انعطاف پذیر، با استفاده از ضد کنترل آشوب پیشنهاد شده است. بر پایه قضیه پایداری لیاپانوف برای کنترل ساختار متغیر و قوانین سیستم فازی، کنترل کننده ترکیبی غیرخطی هوشمند طراحی شده و شرایط کافی برای کنترل مجانبی جامع به­دست آمده است. قوانین سیستم فازی به­طور مستقیم از تابع لیاپانوفی که براساس سطوح لغزشی تعریف شده، به­دست آمده است؛ به­گونه­ای که در مسأله کنترلی، دینامیک های خطا، پایداری لیاپانوف را برآورده کنند. همچنین، در این مطالعه، از ضد کنترل آشوب برای کاهش زاویه انحراف مفصل انعطاف پذیر استفاده شده است. برای این منظور، لازم است دینامیک آشوبی در سیستم مفصل انعطاف پذیر ایجاد شود. بنابراین، مفصل انعطاف پذیر با سیستم ژیروسکوپ آشوبگونه همزمان شده است. در این مطالعه، مفاهیم کنترل و ضدِ کنترل با هم برای دستیابی به عملکرد بسیار خوب مفصل انعطاف­پذیر، به­کار گرفته شده است. کوشش شده است که کنترلر طراحی شده قادر باشد اهداف کنترل و ضد کنترل را با هم برآورده سازد. عملکرد کنترل پیشنهادی از نظر توانایی ردیابی ورودی مرجع، میزان کاهش ارتعاش و مشخصه­های پاسخ زمانی سیستم مفصل انعطاف پذیر بررسی شده ­است. اثر بخشی روش پیشنهادی در کنترل مفصل انعطاف پذیر با پیاده سازی و انجام تست بر روی سیستم مفصل انعطاف پذیر کوانزر تأیید شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Control of Flexible Joint Manipulator via Variable Structure Rule-Based Fuzzy Control and Chaos Anti-Control with Experimental Validation

نویسندگان [English]

  • Mahdi Aliyari Shoorehdeli 1
  • Faezeh Farivar 2
  • Mojtaba Rostami Kandroodi 2

1 Faculty of Electrical Engineering, Department of Mechatronics Engineering, K. N. Toosi University of Technology

2 Control and Intelligent Processing Center of Excellence, School of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran

چکیده [English]

This paper presents a variable structure rule-based fuzzy control for trajectory tracking and vibration control of a flexible joint manipulator by using chaotic anti-control. Based on Lyapunov stability theory for variable structure control and fuzzy rules, the nonlinear controller and some generic sufficient conditions for global asymptotic control are attained. The fuzzy rules are directly constructed subject to a Lyapunov function obtained from variable structure surfaces such that the error dynamics of control problem satisfy stability in the Lyapunov sense. Also in this study, the anti-control is applied to reduce the deflection angle of flexible joint system. To achieve this goal, the chaos dynamic must be created in the flexible joint system. So, the flexible joint system has been synchronized to chaotic gyroscope system. In this study, control and anti-control concepts are applied to achieve the high quality performance of flexible joint system. It is tried to design a controller which is capable to satisfy the control and anti- control aims. The performances of the proposed control are examined in terms of input tracking capability, level of vibration reduction and time response specifications. Finally, the efficacy of the proposed method is validated through experimentation on QUANSER’s flexible-joint manipulator.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anti
  • Anti-control
  • Control
  • Chaos synchronization
  • Chaotic gyroscope
  • Flexible joint
  • Fuzzy Control
  • Variable structure control