Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Fattah,Mehdi Keshmiri
عباس فتاح (استاد مشاور) مهدی کشمیری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Nasiri
مجید نصیری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Adaptive Fuzzy Controller Design and Implementation of 3 DOF Parallel Robots
In this thesis, kinematics, dynamics, and control of a 3 DOF [1] parallel mechanism with new architecture with linear hydraulic actuators have been studied. The system is consisted of a fixed platform, a moving platform, and three hydraulic jacks, and a supporting and guiding prismatic column. The two platforms are connected through the hydraulic jacks and the prismatic column. The prismatic column which the moving platform center to fixed platform center, confined the moving platform motion to heave motion as well as both pith and roll motion with respect to the fixed platform. Kinematics equations were derived from the constraint equations algebraically as well as differentially. The dynamic equations were developed with the Lagrange method for constrained systems. By using the orthogonal complement matrix, the Lagrange multipliers have been omitted and the equations of motion have been transformed to the reduced form for the purpose of controller design. The equations are linearized based on independent generalized coordinates in order to use them in fuzzy control approach. In the control synthesis, initially a separate joint algorithm has been used to control the system. In the next step, a Takagi-Sugeno fuzzy controller has been designed. The main feature of the Takagi-Sugeno fuzzy model is to express the nonlinear local dynamics by a linear system model. The overall fuzzy controller of the system is achieved by fuzzy composition of each local system controller. Stability of the controller has been analyzed by Lyapunov method using Linear Matrix Inequality (LMI) approach. Based on this fuzzy controller a model reference adaptive fuzzy controller has been developed in order to deal with structured as well as unstructured uncertainty. The controllers have been implemented in the Isfahan University of Technology Moving Platform Mechanism (IUT-MPM), and their performance have been studied practically as well as numerically using numerical simulation through SIMULINK toolbox of MATLAB. The adaptive fuzzy showed an excellent performance even for tripling the moving platform mass. Key Words Parallel Mechanism, Stewart Platform, Takagi-Sugeno Fuzzy Controller, Model Reference Fuzzy-Adaptive Controller . [1] Degree Of Freedom
این تحقیق ضمن مروری بر سینماتیک و دینامیک مکانیزم سه درجه آزادی با طراحی جدید با محرک‌های خطی(هیدرولیکی)، کنترل مکانیزم را مورد مطالعه قرار داده است. روابط سینماتیکی، با استفاده از قیود زنجیره هندسی بسته مکانیزم، به صورت جبری و دیفرانسیلی و معادلات دینامیکی با استفاده از روش لاگرانژ برای سیستم‌های مقید، استخراج شده‌اند. ضرایب لاگرانژ به کمک ماتریس مکمل متعامد حذف و فرم کاهش یافته معادلات، جهت طراحی کنترل‌کننده ارائه شده است. در ادامه روش خطی‌سازی معادلات دینامیک سیستم‌های مقید، تنها بر حسب پارامترهای مستقل آورده شده است. استفاده از معادلات خطی شده بر حسب پارامتر مستقل در کنترل‌کننده‌هایی که از تکنیک‌های روش‌های خطی استفاده می‌کنند، دارای مزیت حجم محاسبات کمتر و کاربرد حسگرها کمتر در کنترل مکانیزم است. برای کنترل مکانیزم ابتدا یک کنترل‌کننده به روش مفاصل مجزا، بدون در نظر گرفتن دینامیک کلی مکانیزم برای کنترل هر یک از محرک‌ها مکانیزم به صورت جداگانه، طراحی شده است. در مرحله بعد یک کنترل‌کننده غیرخطی فازی [1] به روش Takagi-Sugeno طراحی گردیده است. در طراحی کنترل‌کننده فازی، دینامیک غیرخطی مکانیزم به صورت ترکیب خطی از دینامیک خطی شده محلی در نقاط منتخب از فضای کاری مکانیزم، ارائه شده است. قانون کنترل فازی به صورت ترکیب خطی از قوانین خطی کنترل محلی آورده شده است. سپس یک کنترل‌کننده فازی وفقی مبتنی بر مدل [2] برای کنترل مکانیزم با دینامیک ناشناخته طراحی شده است. نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی و پیاده‌سازی عملی کنترل‌کننده برروی مکانیزم مورد نظر در تحقیق ارائه شده است. کلمات کلیدی: روش لاگرانژ، خطی‌سازی معادلات دینامیک، کنترل‌کننده مفاصل مجزا، کنترل‌کننده فازی وکنترل‌کننده فازی وفقی مبتنی بر مدل. [1] Fuzzy Controller [2] Model Reference Adaptive Fuzzy Control (MRAFC)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی