Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Danesh,Mehdi Keshmiri
محمد دانش (استاد مشاور) مهدی کشمیری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohamadreza Homayounzadeh
محمدرضا همایون زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Over the last decade a lot of research effort has been put into design of sophisticated control strategies for robots with system partial state feedback. However, the poor quality of velocity measurements may significantly deteriorate the control performance of these methods. In the area of observer design for nonlinear systems there is not one standard design like there is for linear systems. In this thesis we propose two solutions for observer and observer based controller design. The first solution is applicable for serial robots but the second solution is extended the previous results to a vast cite="mailto:Reza" The inclusion of actuators into the dynamic equations complicates the controller structure and its stability analysis since the systems are described by third-order differential equations . The designed controller consists of two parts: observer based part that generates an estimated error state from the error on the joint position and a linear feedback part that utilizes this estimated state. It is shown that this computationally efficient controller yields semi global asymptotic stability of the tracking error. A key point in this design strategy is a fine tuning of the controller and observer structure to each other, which provides solutions to the output-feedback robot control problem. To show the validity of the proposed schemes the algorithm is implemented on a two link serial manipulator and a slider crank as an example of constrained systems, also the simulations are repeated for two case studies considering that they are actuated by BDC (Brushed DC) motors. The proposed methods are in fact model based but the simulations verify practically the robustness of the system against system uncertainties and input disturbance. The proof of the theorems has being done by the Lyapunov theorem, where a positive function is shown to have a negative differentiation with respect to time. Key Words: Velocity observer, Observer based controller, Lyapunov theorem, Asymptotic stability, Lipschitz systems, Robotic systems, Back stepping controller, Actuator dynamic.
یکی از بحث های مورد توجه در سال های اخیر در زمینه سیستم های غیرخطی به ویژه سیستم های رباتیک، طراحی مشاهده گر جهت تخمین بخشی از متغیرهای حالت سیستم و کنترل سیستم های غیرخطی مبتنی بر استفاده از مشاهده گر بوده است. به دلیل پیچیدگی دینامیک سیستم های غیرخطی و همچنین امکان پذیر نبودن طراحی جدا از هم مشاهده گر و قانون کنترلی، نتایج کارآمد برای سیستم های غیرخطی به ویژه سیستم های رباتیکی کمتر ارائه شده است. در این پژوهش به طراحی مشاهده گر و قانون کنترلی مبتنی بر استفاده از مشاهده گر برای سیستم های غیرخطی و سیستم های رباتیکی پرداخته شده است. ضمن مروری بر کارهای اصلی انجام شده در طراحی مشاهده گر غیرخطی، دو روش جدید در طراحی مشاهده گر برای سیستم های رباتیکی ارائه شده است. مشاهده گر ارائه شده در روش اول اختصاص به سیستم های رباتیکی سری دارد و از خواص معادلات دینامیکی این ربات ها استفاده می کند. در روش دوم، مشاهده گر حالت کلی تر داشته و علاوه بر سیستم های رباتیکی برای دسته وسیعی از سیستم های لیپشیتز [1] قابل استفاده است. پایداری خطای تخمین در مشاهده گر و خطای تعقیب در سیستم کنترلی به طور همزمان با استفاده از روش مستقیم لیاپونوف بررسی شده است. الگوریتم های پیشنهادی مبتنی بر مدل هستند، با این وجود نسبت به تغییر پارامترهای سیستم مقاوم هستند. این ارزیابی ها با استفاده از شبیه سازی های عددی در محیط Matlab تأیید شده اند. یکی دیگر از بحث های مورد توجه در دهه اخیر طراحی قانون کنترلی با در نظر گرفتن دینامیک محرک ها است، در این پایان نامه مشاهده گرهای سرعت و کنترل کننده های مبتنی بر مشاهده سرعت پیشنهادی با در نظر گرفتن دینامیک موتورهای محرک برای این سیستم ها نیز تعمیم داده شده است. کلمات کلیدی: مشاهده گر سرعت، کنترل کننده مبتنی بر مشاهده سرعت، قضیه لیاپونوف، پایداری مجانبی، سیستم های لیپشیتز، سیستم های رباتیکی، سیستم های برگشت به عقب، دینامیک محرک ها 1 Lipschitz

ارتقاء امنیت وب با وف بومی