طراحی کنترل کننده نظارتی با استفاده از رویتگر اغتشاش غیرخطی برای یک بازوی رباتیکی

از خصوصیات سیستم های فیزیکی وجود اغتشاش و عدم قطعیت است که می تواند موجب کاهش کارایی و یا نا پایداری در سیستم های صنعتی گردد. بازوی رباتیک نیز یکی از سیستم های پرکاربرد در صنعت است که به شدت تحت تاثیر اغتشاش های گوناگون قرار می گیرد. ایجاد فرایند کنترلی مناسب جهت حذف اغتشاش یکی ازملزومات استفاده از این سیستم ها می باشد. از طرفی، بازوی رباتیک سیستمی به شدت غیرخطی دارد، بنابراین برای تخمین اغتشاشات ورودی به آن، نیاز به استفاده از تخمین گری است که برای سیستم های غیرخطی نیز کارا باشد. در این مقاله از رویتگر اغتشاش غیرخطی[1] برای تخمین اغتشاش ثابت و اغتشاش نوسانی موجود در بازوی ربات استفاده شده است. از طرفی، کنترل کننده های عادی توانایی مقابله با اغتشاشات متفاوت را نداشته و نیاز به کنترل کننده ی دیگری که دربرابر اغتشاشات و عدم قطعیت ها مقاوم باشد احساس می شود. لذا این مقاله ساختار کنترل کننده نظارتی را برای پایداری و حذف اغتشاش پیشنهاد می دهد. کنترل نظارتی شامل دو سطح است که سطح اول برای شرایط بدون اغتشاش طراحی شده است و سطح دوم در هنگام شناسایی اغتشاش و یا شرایط غیرعادی وارد عمل می گردد. در این مقاله، سطح اول کنترلی از PD[2] جهت پایدارسازی در حال عادی استفاده می نماید، لیکن ازآنجاکه PD به تنهایی توانایی مقابله با اغتشاش ها و عدم قطعیت ها را ندارد، ساختار کنترل کننده نظارتی [3] وارد عمل شده و برای پایداری و حذف اغتشاش از کنترل کننده مد لغزشی SMC))[4] بهره خواهد برد. در واقع روش پیشنهادی، برپایه ی اغتشاش های پیش بینی شده تصمیم می گیرد که از کدام سطح کنترلی استفاده نماید و سیگنال کنترلی مناسب را برای پایداری مجانبی سیستم تولید کند. به علاوه،در  این مقاله اثبات می شودکه کنترل مد لغزشی ساده توانایی مقابله با اغشاش ناسازگار [5] ربات را نداشته و برای پایدارسازی از کنترل مد لغزشی نوین (NSMC)[6]  استفاده می شود. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی  در چندین حالت شبیه سازی انجام شده است که نتایج عددی مزیت و کارایی کنترل کننده جدید پیشنهادی را نشان می دهد.