Skip to main content
SUPERVISOR
Farid Sheikholeslam,Mohammad Danesh,Maryam Zekri
فرید شیخ الاسلام (استاد راهنما) محمد دانش (استاد مشاور) مریم ذکری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Fattahi sedeh
علی فتاحی سده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Stability or performance of robot control system can be reduced because of nonlinearity, strongly coupled dynamic and modeling uncertainty such as unknown load mass, joints inertia and friction parameters. In this thesis, the problem of robot manipulator control is investigated in the conditions that no specified and accurate dynamic model of the system is available. In other words, the model has a structured uncertainty for example in the inertia matrix or gravity vector. The aim is to propose a control law for robust trajectory tracking of robot manipulator. Nonlinear and robust structure of sliding control caused this approach to be an ideal candidate for this application. Although appropriate features of sliding approach, such as applicability for linear and nonlinear process, insensitivity to the parameters variation and external disturbance, good transient response and simple implementation are available, this approach has some defects. For example, non-ideal sampling and switching may cause high frequency chattering in the system, which in turn can excite un-modeled high frequency dynamics and degrade the system stability. Furthermore, the chattering increases controller burden and may easily damage controller parts. Tracking error reduction in addition to chattering alleviation is the main concern of this thesis. This thesis presents a new control approach based on sliding mode theory for robot manipulator. The presented control law includes a multivariable exponential function to eliminate the control signal chattering. Through some theorems, convergence of the states to the sliding surface and uniform global asymptotic stability of the proposed control system are guaranteed based on Lyapunov stability theorem for non-autonomous systems.within the proof a new Lyapunov function has been presented. The proposed approach decreases the tracking error while improves the system speed response and presents a satisfactory control performance as well. Some of the inter-ideograph; TEXT-ALIGN: justify; MARGIN: 0cm 0cm 0pt" Keywords Chattering, Lyapunov stability, Multivariable control, PUMA 560, Robot manipulator, Sliding control, Tracking
مسئله ردیابی و تعقیب یک مسیر معین و مطلوب با خطای تعقیب ناچیز توسط ربات یکی از موضوعات مهم و باز تحقیقاتی می باشد. دینامیک غیر خطی و به شدت کوپل شده ربات و وجود نامعینی های مدلسازی از قبیل مشخص نبودن دقیق بار، ممان اینرسی مفاصل و مدل اصطکاک، از جمله مواردی هستند که می توانند پایداری یا عملکرد سیستم کنترل ربات را تقلیل دهند. کنترل با ساختار متغیر که به کنترل لغزشی نیز موسوم است، یکی از روش های بسیار مناسب جهت مقابله با خطای تعقیب مسیر و نامعینی های ساختاری و غیر ساختاری در سیستم ربات می باشد، با این وجود یکی از مشکلات اساسی که در کنترل لغزشی ممکن است ایجاد شود، پدیده چترینگ یا نوسانات ناخواسته حول سطح لغزش است. برای رفع این مشکل روش های مختلفی ارائه شده است که استفاده از لایه مرزی یکی از آن ها می باشد، لکن در روش مذکور علیرغم کاهش چترینگ، معمولا خطای تعقیب افزایش می یابد. در این پایان نامه یک کنترل کننده لغزشی با ساختار چند متغیره برای ربات ها، ارائه می شود که علاوه بر کاهش نوسانات ناخواسته سیگنال کنترل یا چترینگ، خطای تعقیب مسیر را نیز در حضور نامعینی های ساختاری ربات به خوبی کاهش داده و در عین حال سرعت پاسخ را هم افزون تر می نماید، نتایج شبیه سازی به خوبی موید این موضوع می باشند. همچنین ضمن ارائه قانون جدید کنترل، پایداری سیستم حلقه بسته نیز با استفاده از قضیه لیاپانوف تعمیم یافته برای سیستم های غیرخودگردان بررسی و تضمین می گردد. شایان ذکر است که اثبات پایداری سیستم کنترل پیشنهادی با معرفی یک تابع لیاپانوف جدید صورت می پذیرد. همگرائی مسیر حالت سیستم به سطح لغزش نیز با کمک قضیه لیاپانوف بررسی و بحثی پیرامون نحوه و زمان رسیدن به این سطح و ارتباط آن با چترینگ انجام خواهد شد. سایر رهیافت های کلاسیک کنترل ربات از جمله PD توسعه یافته، خطی سازی با فیدبک، PID متداول، PD با جاذبه و نیز کنترل کننده لغزشی معمولی و کنترل کننده قانون رسیدن، همگی با روش پیشنهادی مقایسه و شبیه سازی های لازم بر روی ربات با 6 درجه آزادی PUMA 560 انجام می شود. نتایج شبیه سازی حاکی از برتری قانون لغزشی پیشنهادی از لحاظ کم کردن چترینگ ، افزایش سرعت پاسخ و نیز کاهش خطای تعقیب نسبت به سایر روش ها می باشد. کلمات کلیدی: 1- کنترل لغزشی 2-بازوی ربات 3-چترینگ 4-خطای موقعیت 5-پایداری لیاپانوفی 6- ردیابی مسیر 7- کنترل چند متغیره

ارتقاء امنیت وب با وف بومی