Skip to main content
SUPERVISOR
Mostafa Ghayour,Mohammad jafar Sadigh
مصطفی غیور (استاد راهنما) محمدجعفر صدیق دامغانی زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Mosayebi
مسعود مسیبی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383

TITLE

Design and Implementation of High Gain Observer Based Controller for Flexible Manipulators
The input–output control strategy needs all of the states feedback. However, in flexible link robot manipulators, measuring the time rate of elastic degrees of freedom is practically impossible. In this research, a new nonlinear high gain observer has been developed to estimate the elastic degrees of freedom and their time derivatives. The control strategy is based on an output redefinition approach which stabilizes the zero dynamics of the manipulator. Finally, the results are presented by implementing the proposed observer and controller on a single link flexible manipulator. Numerical simulations and experimental results will show the efficiency of the proposed observer based controller. Key Words Flexible Link, Nonlinear High Gain Observer, Input Output Control, Output Redefinition
در ربات های دارای عضوهای انعطاف پذیر، عدم امکان اندازه گیری دقیق درجات آزادی الاستیک و نرخ زمانی آنها و همچنین بالا بودن هزینه های ابزار دقیق برای اندازه گیری کمیت های مزبور از مشکلات اساسی به شمار میرود. از سوی دیگر بدلیل کم عملگر بودن بازوی ربات یاد شده و عدم امکان استخراج یک مدل دقیق دینامیکی و ارتعاش عضوهای بازو در حین حرکت نیز کنترل حرکت پنجه ربات دشوار است. سهم اصلی این تحقیق، برطرف نمودن مشکل اندازه گیری کمیات ذکر شده است که در این راستا استفاده از مشاهده گر به منظور تخمین متغیرهای حالت الاستیک بازو پیشنهاد می شود. برای تخمین متغیرهای مزبور، بررسی مشاهده پذیر بودن سیستم اولویت اصلی به شمار می آید. بدین منظور ابتدا روش تعیین مشاهده پذیری سیستم ارائه و پس از آن مشاهده گر غیرخطی با بهره بالا طراحی می شود. اثبات همگرائی دینامیک خطای مشاهده گر طراحی شده به سمت صفر، مسئله دیگری است که در این تحقیق به آن پرداخته می شود. روش خطی سازی ورودی -خروجی به عنوان روش کنترلی برای تعقیب مسیر پنجه ربات، انتخاب می شود که در آن به فیدبک کلیه متغیرهای حالت سیستم نیاز است اما فیدبک نظیر متغیرهای حالت الاستیک که غیرقابل اندازه گیری است، از تخمین آنها در مشاهده گر تامین می شود. علاوه برآن پایداری دینامیک داخلی سیستم نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است که برای پایدار نمودن آن، متغیر خروجی سیستم به شکلی مناسب تعریف می شود. وجود نامعینی های پارامتری و نامعینی در جرم باری که بازو حمل می کند، بکارگیری یک روش کنترلی مقاوم را طلب می نماید.در این رساله روش معمول کنترل مود لغزشی که برای ربات های فاقد کم عملگری استفاده می شود، بکار گرفته شده و پیشنهادی برای رفع مشکل کم عملگری آن ارائه می گردد .به منظور صحت سنجی نتایج شبیه سازی و بررسی عملکرد کنترل کننده و مشاهده گر طراحی شده، یک بازوی تک عضوی انعطاف پذیر، طراحی و ساخته شده است. با انجام آزمایش مربوط به بررسی همگرائی مشاهده گر و آزمایش مربوط به روش خطی سازی ورودی-خروجی همراه با تخمین متغیرهای حالت الاستیک در مشاهده گر، نتایج آنها با نتایج شبیه سازی های نظیر مورد مقایسه قرار می گیرد و کارآمدی مشاهده گر غیرخطی با بهره بالای طراحی شده و پایداری دینامیک صفر سیستم به همراه کارآئی روش کنترلی خطی سازی ورودی-خروجی نشان داده می شود. کلمات کلیدی: بازوی انعطاف پذیر، کنترل کننده خطی سازی ورودی خروجی، مشاهده گر غیرخطی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی