کنترل ولتاژ کاهش یافته بازوی ربات با مفاصل منعطف الکتریکی مبتنی بر روش پیش بین مدل

در این مقاله رویکردی جدید برای کنترل بازوی ربات با مفاصل انعطاف پذیر بر پایه کنترل کننده پیش بین و راهبرد کنترل ولتاژ در حضور اغتشاشات خارجی ارایه شده است. در این رویکرد از یک بازوی مفصل منعطف دو درجه آزادی جهت مدلسازی، طراحی، تحلیل و شبیه سازی استفاده می شود.  طراحی کنترل کننده یک بار با فیدبک از تمامی حالات سیستم (کنترل کننده اصلی) و بار دیگر تنها با فیدبک موقعیت موتور (کنترل کننده کاهش یافته) انجام می شود که در این صورت برخی از تجهیزات سخت افزاری حذف خواهد شد. کنترل کننده طراحی شده دارای مزیت های روش کنترل پیش بین و راهبرد کنترل ولتاژ بطور همزمان خواهد بود. لذا قانون کنترل علاوه بر سادگی دارای ساختار مفصل مستقل است. همچنین این رویکرد محدودیت های راهبرد کنترل گشتاور از قبیل: حجم محاسبات بالا، در نظر نگرفتن دینامیک الکتریکی محرکه ها و مشکلات پیاده سازی را برطرف می سازد. ویژگی های برجسته رویکرد پیشنهادی عبارتنداز: بهینه سازی برخط سیگنال کنترل ولتاژ، طراحی کنترل کننده پیش بین مبتنی بر راهبرد ولتاژ و کاهش مرتبه کنترل کننده . دیگر مزیت های این رویکرد عبارتند از: سادگی در طراحی و اثبات پایداری، انعطاف پذیری در تنظیم زمان نمونه برداری و افق کنترل پیش بین، لحاظ شدن محدودیت های ورودی و خروجی سیستم در قانون کنترل ولتاژ، دفع اغتشاش خوب و بهبود عملکرد سیستم حلقه بسته. به منظور بررسی عملکرد رویکرد پیشنهادی، تحلیل پایداری سیستم کنترل برای هر دو کنترل کننده اصلی و کاهش یافته براساس روش لیاپانوف انجام شده و شبیه سازی کامپیوتری در مسیله تنظیم و ردیابی سیگنال مرجع همراه با افزایش و کاهش فرکانس آن به منظور بررسی سرعت پاسخگویی و اضافه نمودن اغتشاش خارجی با بکارگیری کنترل کننده اصلی و کاهش یافته انجام خواهد شد. همچنین مزیت ها و محدودیت های رویکرد پیشنهاد شده به لحاظ سخت افزاری و عملکرد کنترل کننده از طریق مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی ها با مقالات دیگر تحلیل می شود و بدین صورت پایداری سیستم حلقه بسته و عملکرد مناسب آن تضمین می گردد.