مقاله کنترل مد لغزشی فراپیچشی مرتبه بالای تطبیقی بهینه یک ربات اسکلت خارجی پایین‌تنه
مقاله کنترل مد لغزشی فراپیچشی مرتبه بالای تطبیقی بهینه یک ربات اسکلت خارجی پایین‌تنه
اغتشاشات خارجی و نامعینی‌های داخلی با دامنه نامعلوم و همچنین وجود اتصال بین بدن انسان و ربات از مشکلات عمده در کنترل و پایداری ربات‌های اسکلت خارجی است. کنترل‌کننده مد لغزشی، یک روش مقاوم برای مقابله با اغتشاشات و نامعینی‌ها با دامنه معلوم سیستم است. یکی از معایب این کنترل‌کننده، وجود پدیده چترینگ است که برای کاهش اثرات این پدیده از لایه مرزی استفاده می‌شود. در این حالت نه‌تنها پدیده چترینگ به‌طور کامل حذف نمی‌شود، بلکه خاصیت مقاوم‌بودن کنترل‌کننده نیز کاهش می‌یابد.
در این مقاله به‌منظور مقابله با اغتشاشات و عدم قطعیت‌های با دامنه نامعلوم سیستم و همچنین مقابله با پدیده چترینگ به‌عنوان عامل اساسی در افزایش انرژی مصرفی و کاهش سرعت همگرایی سیستم، از روش کنترل بهینه مد لغزشی فراپیچشی مرتبه بالای تطبیقی استفاده شده است. مدل دینامیک برای ربات اسکلت خارجی پایین‌تنه دوپا با درنظرگرفتن چهار عملگر روی مفاصل ران و زانوی پاهای چپ و راست به‌کمک روش لاگرانژ استخراج شده است. به‌منظور دستیابی به عملکرد بهینه، پارامترهای کنترل‌کننده با کمینه‌کردن معیار خطای ITAE و نرخ تغییرات ورودی کنترلی، با استفاده از الگوریتم جست‌وجوی هارمونی تعیین شده‌اند. عملکرد کنترل‌کننده پیشنهادی با عملکرد کنترل‌کننده‌های بهینه مد لغزشی فراپیچشی تطبیقی و مد لغزشی معمولی مقایسه شده که نتایج بیانگر برتری روش کنترل مد لغزشی مرتبه بالای تطبیقی بهینه نسبت به دیگر کنترل‌کننده‌های طراحی شده است.
کلمات کلیدی: ربات اسکلت خارجی دوپا، مدل‌سازی دینامیکی، کنترل مد لغزشی مرتبه بالا، کنترل تطبیقی، الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی
