كنترل سيستم تله اپراتوري دو طرفه غيرخطي نامعين مبتني بر روش تطبيقي فازي پسگام

Control of Uncertain Nonlinear Bilateral Teleoperation System Based on Backstepping Fuzzy Adaptive Approach

مهم ترين چالش در سيستم هاي تله اپراتوري دو طرفه، دست يابي به حس درست اپراتور از محيط و ضمانت پايداري سيستم مي باشد. تاكنون روش هاي متنوعي براي كنترل اين سيستم ها ارائه شده است كه در آنها از شرايط انفعال براي نيروي هاي محيطي و اپراتور در اثبات پايداري تابع لياپانوف استفاده شده است. اين شرايط مي توانند محدوديت هاي جدي به خصوص در حيطه كاربردهاي پزشكي بر روي سيستم هاي تله اپراتوري تحميل نمايند. وجود تاخير زماني متغير با زمان در كانال ارتباطي راهبر-پيرو و همچنين عدم قطعيت (اغتشاش خارجي و ديناميك هاي مدل نشده) كه در مواقعي موجب بر هم زدن پايداري سيستم كنترلي مي شوند، از جمله عوامل مهم و زمينه ساز براي جلب توجه محققان بوده است. هدف اصلي اين مقاله، پيشنهاد يك كنترل كننده تطبيقي فازي پسگام از نوع مقاوم براي كنترل سيستم تله اپراتوري دو طرفه غيرخطي در حضور تاخير زماني و عدم قطعيت پارامتري مي باشد. تحليل پايداري مبتني بر لياپانوف بوده و نتايج شبيه سازي، موفقيت روش پيشنهادي را در تحقق اهداف كنترلي نشان مي دهد.

The most important challenge in the bilateral teleoperation systems is to achieve the operator's true sense of the environment and guarantee the stability of the system. Until now, various approaches have been developed to design such systems in which the passivity condition for environmental forces and operators have been used to prove the stability of the Lyapunov function. These conditions can impose serious restrictions, especially in the field of medical applications on teleoperation systems. The existence of timevarying delay in the master-slave communication channel and also uncertainties (external disturbances and un-modeled dynamics), which sometimes may destabilize the control system, are important factors and underlie in attracting researchers attention. The main purpose of this paper is to propose a robust backstepping fuzzy adaptive controller for the control of uncertain nonlinear bilateral teleoperation system in the presence of time delay and parametric uncertainty. The stability analysis is based on Lyapunov and the simulation results demonstrate the success of the proposed method in achieving the control goals.