عنوان ترجمه شده مقاله: طراحی کنترل کننده لیاپانوف بر اساس منطق فازی

As the robot manipulators are highly nonlinear, time varying and Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems, one of the most important challenges in the field of robotics is robot manipulators control with acceptable performance. In this research paper, a simple and computationally efficient Fuzzy Logic Controller is designed based on the Fuzzy Lyapunov Synthesis (FLS) for the position control of PUMA-560 robot manipulator. The proposed methodology enables the designer to systematically derive the rule base thereby guarantees the stability of the controller. The methodology is model free and does not require any information about the system nonlinearities, uncertainties, time varying parameters, etc. The performance of any fuzzy logic controller (FLC) is greatly dependent on its inference rules. The closed-loop control performance and stability are enhanced if more rules are added to the rule base of the FLC. However, a large set of rules requires more on-line computational time and more parameters need to be adjusted. Here, a Fuzzy Logic Controller is first designed and then the controller based on FLS is designed and simulated with a minimum rule base. Finally the simulation results of the proposed controller are compared with that of the normal Fuzzy Logic Controller and PD controlled Computed Torque Controller (PD-CTC). Results show that the proposed controller outperformed the other controllers

در حالی که بازوهای مکانیکی ربات بسیار غیر خطی می­باشند، سیستم­های چند ورودی- چند خروجی (MIMO)، یکی از مهمترین چالش­ها در زمینه رباتیک کنترل بازوهای مکانیکی با عملکرد قابل قبول است. در این تحقیق، یک کنترلر منطق فازی موثر بر اساس سنتز فازی لیاپانوف (FLS) برای کنترل موقعیت بازوی ربات PUMA-560 طراحی می­شود. روش پیشنهادی طراح را قادر می­سازد به طور سیستماتیک اساس قاعده را استخراج کند به این وسیله ثبات کنترلر را تضمین می­کند. روش پیشنهادی بدون مدل است و نیاز یه هیچگونه اطلاعاتی در مورد غیرخطی بودن سیستم، ابهامات، پارامترهای متغیر با زمان و غیره ندارد. عملکرد هر کنترلر منطق فازی (FLC) عمدتا به قواعد استنتاجی آن بستگی دارد. اگر قوانین بیشتری به قوانین اساسی موجود اضافه گردد، عملکرد حلقه بسته و استحکام(ثبات) کنترلر افزایش پیدا می­کند. اگرچه، یک مجموعه بزرگ قوانین زمام محاسباتی و پارامترهای بیشتری برای سازگاری می­طلبد. اینجا، ابتدا یک کنترلر منطق فازی طراحی می­شود و پس از آن کنترلر بر اساس FLS طراحی شده و با مینیمم قوانین شبیه سازی می­گردد. سرانجام نتایج شبیه سازی کنترلر پیشنهادی با کنترلر منطق فازی نرمال و کنترلر PD-CTC مقایسه می­گردد. نتایج نشان می­دهند که کنترلر پیشنهادی نسبت به کنترلرهای دیگر عملکرد بهتری دارد.

بازوی رباتیک یک کلاس مهم در آناتومی ربات مانند بازوی مکانیکی ربات PUMA-560 می­باشد. این بازوها به طور گسترده­ای برای حمل و نقل مکانیکی، جوشکاری، مونتاژ، نقاشی، تراشکاری و دیگر کاربردهای صنعتی استفاده می­شود. این کاربردها ممکن است نیازمند طراحی مسیر، و کنترل طراحی باشند. همه این فاکتورها مطالعه در مورد بازوهای مکانیکی ربات را جالب توجه می­سازد. روش­های مرسوم سیستم­های کنترل غیر خطی بر اساس مدل­ها به خصوص در زمینه کنترل هستند. بسیاری از کنترلرها شبیه LQG، [1] و شکل دهی ورودی ونیز اختلال منفرد، خطی سازی فیدبک و تکنیک­های چند شاخه و باز تعریف خروجی، برای اهداف کنترلی در صورتی که مدل سیستم دقیقا مشخص باشد، استفاده شده است. بسیاری از طرح­های کنترلی رباتیک می­توانند به عنوان موارد خاص مدل-بیس که رهیافت گشتاور محاسبه شده نامیده می­شود، در نظر گرفته می­شوند...