ارایه یک الگوریتم فرا ابتکاری بهبودیافته جهت بهینه سازی کنترل کننده مرتبه کسری برای بازوی ربات صنعتی با ساختار موازی

امروزه از سیستم های رباتیک به صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود؛ بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم ها امری حیاتی است. لازم است معیارهایی هم چون مدت زمان عملیات و سرعت پاسخ دهی، هزینه کنترلی و خطای سیستم با ارایه روش مناسبی به صورتی کنترل شوند تا عملیات صنعتی به نحو موفقیت آمیزی انجام شود؛ لذا این مقاله دو هدف اصلی را دنبال می کند: 1- کنترل سیستم رباتیک از طریق ارایه یک روش مبتنی بر حسابان مرتبه کسری به صورتی که قادر باشد باوجود پیچیدگی و غیر خطی گری در سیستم آن را کنترل نماید و 2- ارایه الگوریتم فرا ابتکاری "بهبود یافته گرگ خاکستری" جهت بهینه سازی پاسخ سیستم.

روش شناسی پژوهش:

 ابتدا مدل ریاضی ربات بر مبنای قوانین لاگرانژ ارایه می شود و سپس از حسابان مرتبه کسری جهت طراحی کنترل کننده بهره گرفته می شود. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم گرگ خاکستری با ارایه روش بهبودیافته افزایش می یابد.

توابع هزینه مختلف برمبنای معیارهای عملکردی اصلی سیستم رباتیک معرفی و الگوریتم بهبود یافته بر آن ها اعمال می شود. نتایج حاصل از مقایسه الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های دیگر، نشان دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی هستند. علاوه بر آن، کارایی کنترل کننده مرتبه کسری با معادل مرتبه صحیح آن مقایسه می شود و نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه عملکرد سیستم هستند.

اصالت/ارزش افزوده علمی:

 کنترل کننده پیشنهادی قادر است باوجود پیچیدگی و غیر خطی گری در مدل سیستم، آن را به خوبی کنترل نماید. علاوه بر آن با الهام از الگوریتم گرگ خاکستری، روش بهینه سازی بهبود یافته ای ارایه می شود که قادر به افزایش کارایی سیستم کنترل شده باشد. نتایج عددی عملکرد مطلوب کنترل کننده و الگوریتم بهینه سازی بهبودیافته را نشان می دهند.