كنترل موقعيت دقيق نوكِ ربات تك رابط انعطاف پذير با استفاده از كنترل كننده مود لغزشي مرتبه كسري

Precision Tip Positioning Control of a Single-Link Flexible Robot Using Fractional Order Sliding Mode Controller

در اين مقاله يك روش كارآمد بر مبناي كنترل مود لغزشي مرتبه كسري براي كنترل موقعيت دقيق يك بازوي ربات تك رابط انعطاف‌پذير، ارائه شده است. روش كنترل پيشنهادي، در برابر تغييرات پارامترهاي سيستم نظير تغييرات جرم رابط و اصطكاك لزجتي در حضور اغتشاش نامعلوم اصطكاك كولمبي مقاوم است. هدف اصلي طرح كنترل پيشنهادي،‌ كاهش انحراف ناشي از كشساني رابط و كنترل دقيق موقعيت نوك رابط انعطاف‌پذير است. براي تحقق اين هدف روش كنترل مود لغزشي در دو مرحله انجام مي‌شود. در مرحله اول، اختلاف بين زاويه موتور و زاويه نوك رابط با اعمال كنترل كننده‌ي مود لغزشي مرتبه كسري پيشنهادي كاهش مي‌يابد. سپس در مرحله دوم، به منظور دست‌يابي به كنترل دقيق موقعيت نوك رابط كنترل كننده‌ي مود لغزشي ديگري اضافه مي‌شود. نتايج شبيه سازي عددي كارآيي و اثربخشي روش كنترل‌ پيشنهادي را نشان مي‌دهد.

In this paper, an efficient scheme is presented based on fractional order sliding mode control (FOSMC) method for tip position control of a single link flexible robot manipulator. The proposed control strategy is robust against the system parameters variations such as payload and viscous friction variations in the presence of the unknown Coulomb friction disturbances. The main objective of the proposed control scheme is to reduce the deflection due to the flexibility of the link and the precise tip positioning control of the single-link flexible manipulator. To achieve this aim, sliding mode control method is performed in two stages. In the first step, the difference between the motor angle and the tip angle of the flexible link is reduced by applying the proposed fractional order sliding mode controller. Then, in the second step, another sliding mode controller is added to obtain precise control of tip-link position. Numerical simulation results show the feasibility and effectiveness of the proposed control method.