جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "ربات دو درجه آزادی" در نشریات گروه "برق"
تکرار جستجوی کلیدواژه «ربات دو درجه آزادی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
هدف این مقاله، بهبود کنترل بازوی رباتیک به کمک کنترلکننده تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر نظریه لیاپانوف با استفاده از طبقهبندی سیگنالهای الکترومیوگرام (EMG) است. در این مقاله، بازوی انسان با یک ربات دو درجه آزادی مدلسازی شده است. روش کنترلی پیشنهادی، کنترلکننده تطبیقی مدل مرجع است. ماحصل این پژوهش، طراحی و شبیهسازی بازوی رباتیک به همراه کنترلکننده تطبیقی مدل مرجع است که با استفاده از طبقهبندی دادههای EMG ثبتشده از حرکات بازوی انسان، منتج به ردیابی مناسب سیگنال مرجع، فراجهش و خطای حالت ماندگار کمتر در مقایسه با کنترلکننده مرسوم PI شده است. بدین منظور ابتدا دادههای EMG با استفاده از دو الکترود از عضلات دلتویید قدامی و دلتویید میانی بازوی پنج دختر و با انجام دو حرکت دورشدن (ابداکشن) و خمشدن (فلکشن) بازو جمعآوری شده و پس از رفع نویز، ویژگیهای ریاضی انتگرال مقدار مطلق، گذر از صفر، واریانس و فرکانس میانه از آنها استخراج میشود. سپس کلاسبندی به روش آنالیز تشخیصی خطی به منظور تشخیص حرکات بر اساس ویژگیهای دادهها صورت میگیرد. در نهایت، مدل و سیستم کنترلکننده پیشنهادی با توجه به ویژگیهای سیگنال EMG، برای دستیابی به پاسخ کنترلی مناسب، طراحی میشوند و سیگنال فرمان مناسب جهت انجام حرکت مربوطه به کنترلکننده ارسال میشود. نتایج و مقادیر خطاهای حاصلشده نشان میدهند که انطباق رفتار مدل و کنترلکننده حاصل با الگوی از پیش تعریف شده حرکتی قابل توجه و مورد تایید است.
کلید واژگان: الکترومیوگرافی, آنالیز تشخیصی خطی, ربات دو درجه آزادی, کنترل کننده تطبیقی مدل مرجعThe purpose of designing and manufacturing prosthetic organs is to create their maximum behavioral similarity to human organs. The aim of this paper is to improve the robotic arm control via Model Reference Adaptive System (MRAS) based on Lyapunov theory using EMG data classification. In this paper, human arm is modeled with a robot with two degrees of freedom. The proposed control method is MRAS. The outcome of this research is a robotic arm with MRAS, using the classification of electromyogram (EMG) data recorded from human arm movements, results in proper tracking of the reference signal, less overshoot and steady-state error compared to the conventional PI controller. For this purpose, using two electrodes, EMG data is collected from the anterior deltoid and middle deltoid muscles of the arm of five female athletes and by performing two movements of abduction and flexion of the arm. Then, after eliminating noise, integral of absolute value (IAV), zero crossing (ZC), variance (VAR) and median frequency (MF) are extracted. Then, classification is done by linear discriminant analysis (LDA) method to detect movements based on data characteristics. Finally, the proposed controller and model are designed according to the EMG characteristics to achieve the proper control response and the appropriate command signal is sent to the controller to perform the corresponding movement. The results and the values of the obtained errors show the conformity of the model and controller behavior with the predefined movement pattern.
Keywords: Electromyography, linear discriminant analysis, model reference adaptive system, two degrees of freedom robot -
این مقاله یک کنترل کننده مقاوم بازنشان فیدبک خروجی بهینه به منظور کنترل یک ربات با دو درجه آزادی معرفی می شود. در این راستا، در این مقاله با استفاده از معرفی یک کنترل ترکیبی خاص تحت عنوان کنترل فیدبک خروجی بازنشان مقاوم، معایب موجود در کنترل کننده خطی برطرف و هدف اصلی آن کاهش فراجهش و افزایش سرعت پاسخ و پایداری بهتر سیستم تحت کنترل است. برای این کار ابتدا یک کنترل کننده فیدبک خروجی بهینه بدون عمل بازنشان طراحی می شود، به طوری که قطب های سیستم حلقه بسته در یک منطقه از پیش تعریف شده قرار می گیرند. این ناحیه به گونه ای انتخاب می شود که پایداری نمایی و زمان رسیدن حلقه بسته در زمان محدود تضمین شود. سپس، مقدار پس بازنشان در زمان های تنظیم مجدد با به حداقل رساندن یک تابع هزینه مناسب برای دستیابی به کارایی بهتر طراحی می شود. در این مقاله، برای اولین بار مقدار پس بازنشان تنها با اطلاعات خروجی سیستم مشخص شده و در ادامه پایداری سیستم نیز تضمین خواهد شد. ربات استفاده شده در این مقاله یک نمونه کاربردی و صنعتی بوده که دارای دو بازو و دو مفصل با قابلیت کنترل مجزا می باشد. موقعیت و رفتار بازوها بر اساس معادلات و روابط ریاضی حاکم، نشان دهنده اثرگذاری مستقیم آن بر روی یکدیگر می باشد. در پایان برای اثبات طرح پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی عددی انجام شده و مقایسه ای بین کنترل کننده ارایه شده با کنترل کننده مشابه انجام خواهد شد.کلید واژگان: ربات دو درجه آزادی, روش پس بازنشان بهینه, کنترل بازنشان, کنترل ترکیبی مقاوم, کنترل کننده بازنشان فیدبک خروجیStandard PID controllers are one of the most desirable controllers for industrial automation and the most widely used control in feedback systems. However, linear controllers have limitations that represent tation controllers can be used to overcome these limitations. In this paper, a robust reset control based on optimal output feedback to control a robot with two degrees of freedom. In general, the behavior of reset controllers is similar to that of linear controllers, in other words, they are easy to implement. In this regard, in this paper, by introducing a special combination control called robust reset output feedback control, the disadvantages of the linear controller are eliminated and its main purpose is to reduce overexposure and increase the response speed and better stability of the controlled system. Therefore, this paper introduces a systematic method for reset optimal output feedback controller. To do this, an optimal output feedback controller is first designed without the reset action, so that the poles of the closed-loop system are located in a predefined area. This area is selected to ensure the stability of the exponential and the arrival time of the closed loop in a finite time. Then, the reset value at reset times is designed to minimize a cost-effective function for better performance. In this paper, for the first time, the reset value is specified only with the system output information and then the stability of the system will be guaranteed. The robot used in this article is a practical and industrial example that has two arms and two joints with separate control capability. The position and behavior of the arms based on the governing equations and mathematical relations indicate its direct effect on each other. Finally, to prove the proposed design, numerical simulation will be performed using Matlab software and a comparison between the proposed controller and a similar controller will be performed.Keywords: optimal output feedback control, Reset control, robot with two degrees of freedom, robust combination control, systematic after reset method
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.