كنترل تطبيقي محدود سيستم تله اپراتوري غيرخطي نامعين با وجود اشباع محرك ها و تاخير زماني نامتقارن و متغير بازمان

Bounded Adaptive Control of Uncertain Nonlinear Teleoperation with Actuators Saturation and Asymmetric Varying Time Delays

در اين مقاله هدف طراحي كنترل كننده تطبيقي محدود براي سيستم هاي تله اپراتوري غيرخطي نامعين و مقيد به مساله اشباع محرك ها مي باشد كه در آن تاخير زماني موجود در كانال انتقال اطلاعات نيز به صورت متغير با زمان و نامتقارن است. ساختار كنترلي پيشنهادي يك كنترل كننده تناسبي غيرخطي به همراه يك كنترل كننده دمپينگ غيرخطي بوده كه جمله تناسبي تابعي از خطاي رديابي موقعيت بين روبات هاي فرمانده و فرمانبر مي باشد. همچنين جمله هاي كنترل تطبيقي محدود نيز جهت جبران نامعيني ماتريس جاذبه و ماتريس اصطكاك روبات ها به صورت زمان واقعي[1]، به اين كنترل كننده افزوده مي شود. با انتخاب مناسب تابع غيرخطي در معادلات كنترلي روبات ها و با در نظر گرفتن شرايطي براي تخمين پارامترهاي نامعلوم، كنترل كننده پيشنهادي علي رغم تاخير زماني و نامعيني هاي پارامتري همواره در باند خطي محرك ها عمل مي كند و محدوديتي نيز روي نرخ تغييرات تاخير ندارد. تحليل پايداري، محاسبه رابطه تخميني براي پارامترهاي نامعين روبات هاي فرمانده و فرمانبر و اثبات محدود ماندن سيگنال هاي سرعت فرمانده و فرمانبر و خطاي موقعيت روبات ها با استفاده از تابع لياپانوف-كراسفسكي و تحت شرايط وابسته به حداكثر تاخير زماني اثبات مي گردد. سپس از لم باربالات به منظور تحليل رديابي مجانبي موقعيت روبات ها استفاده مي شود. نتايج شبيه سازي مويد كارآيي كنترل كننده در رسيدن اهداف پايداري، رديابي و عدم اشباع محرك ها مي باشد.

In this paper, adaptive controller is proposed for bilateral teleoperation systems with parametric uncertainties, asymmetric time-varying delays in their communication channel and sandwich linearity in their actuators. The proposed bounded adaptive approach is a nonlinear- Proportional plus nonlinear Damping (nP+nD) controller which nonlinear adaptive terms are also employed locally to cope with the parametric uncertainties. The designed controller has the ability to deal with parameter variations in the dynamics of the master and slave robots . The proposed controller also guarantees asymptotic stability and position tracking and avoiding the inputs to reach their usual actuator bounds. The asymptotic stability and tracking performance of the teleoperation system are proved using a Lyapunov-Krasovskii functional. The effectiveness of the proposed method is corroborated through simulation results.