این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۸، شماره ۹، صفحات ۲۲۹-۲۴۱
عنوان فارسی طراحی رویتگر غیرخطی اغتشاش و کنترل کننده پسگام مرتبه کسری بر پایه روش LQR برای ربات پوشیدنی بازتوانی
چکیده فارسی مقاله تاکنون نمونه های مختلفی از رباتهای پوشیدنی با کاربرد بازتوانی طراحی و ساخته شده اند . یکی از چالش برانگیزترین بخش های طراحی رباتهای اسکلت خارجی، طراحی سیستم کنترل حرکت آن است. در رباتهای پوشیدنی بشه دلیشغ ریرخطشی بشودن مشدل دینامیکی، عدم قطعیت پارامترها، ساختارهای مدل نشده یا ساده شده و ارتشاش خارجی (ناشی از نیروی اعمال شده توسط کاربر) استفاده از روشهای کنترلی مقاوم ضروری است. بنابراین در این پژوهش جهت تخمین کلیه عوامل ناخواسته به صورت یک اغتشاش کلی از رویتگر غیر خطی اغتشاش استفاده شد و کنترل کننده مقاوم مورد استفاده LQR-FOBSC از ترکیب دو کنترل کننده LQR و پسگام مرتبه کسری طراحی شد. مزیت کنترل کننده LQR ، انتخاب ورودی کنترلی برای رسیدن سریع و بهینه به نقطه تعادل است و FOBSC مقاوم بودن کنترل کننده در برابر عدم قطعیت و اغتشاش و کاهش چترینگ را تضمین می کند. همچنین جهت انتخاب مناسب ضرایب تابع هدف کنترل کننده LQR از الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شد. به منظور ارزیابی روش کنترلی ارایه شده، بین نرم افزارهای بیومکانیکی اپن سیم برای شبیه سازی بدن انسان و ربات و محاسباتی متلب به صورت بر خط ارتباط برقرار شد. با استفاده از متلب در هر لحظه ورودی کنترلی محاسبه و به ربات اعمال و اثر آن روی ماهیچه ها و استخوان های بدن کاربر با استفاده از نرم افزار اپن سیم مشاهده و موقعیت مفصل زانو محاسبه گردید. روش حاضر با روش های پسگام مود لغزشی، مرتبه کسری و LQR مقایسه و برتری آن نشان داده شد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله ربات پوشیدنی زانو،کنترل کننده گام به عقب مرتبه کسری،رگولاتور درجه دوم خطی و رویتگر غیر خطی،اغتشاش،
عنوان انگلیسی Designing a nonlinear disturbance observer and LQR based fractional order backstepping controller for a wearable rehabilitation robot
چکیده انگلیسی مقاله Recently, a vast variety of wearable robots with various applications, including rehabilitation, have been produced, but a very challenging part of exoskeleton designing which is its motion control system still requires further investigation to be completed. Due to the nonlinearity in the dynamics of human-exoskeleton, uncertainty in parameters, unmodeled or simplified structures, and external disturbances (such as interaction of exerted human forces and movements), the use of robust control strategies is inevitable. Thus, in this research, a nonlinear disturbance rejection observer was used to estimate all of those as total disturbances. Then, a fractional order backstepping sliding mode (FOBSC) was utilized for enhanced tracking plus a Linear Quadratic Regulator (LQR) method to optimize the convergence to the equilibrium points. The advantage of using LQR is the optimum selection of the control input, and the FOBSC guarantees the robustness of the controller against uncertainties and disturbances. The combination of fractional order theory and control methods causes less chattering in the human-exoskeleton interactions. Moreover, particle swarm algorithm was used in order to select the coefficients of the cost function of LQR. In order to calculate the effect of the exoskeleton on human muscles and bones, the human parameters and knee motions, OpenSim was used. Matlab was used to implement the control strategy through OpenSim. The proposed method was then compared with the normal backstepping, fractional order system and LQR methods. The results show the superiority of this method compared to the classical methods.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله ربات پوشیدنی زانو,کنترل کننده گام به عقب مرتبه کسری,رگولاتور درجه دوم خطی و رویتگر غیر خطی,اغتشاش
نویسندگان مقاله مریم خمر |
دانشجوی دکتری، مهندسی برق، دانشگاه اصفهان، اصفهان

مهدی ادریسی |
استادیار، مهندسی برق، دانشگاه اصفهان، اصفهان

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10544_56546a53f53a7448eb3a4f2f2becb621.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات