عنوان کامل پروژه:

پروژه طراحی کنترل‌کننده مود لغزشی بهینه با الگوریتم پرندگان برای یک بازوی رباتیک در حضور عدم قطعیت با استفاده از نرم افزار MATLAB و به همراه فیلم آموزشی نرم افزار MATLAB

در این پژوهش مسئله­ی کنترل مود لغزشی بهینه­ی بازوی رباتیک تحت عدم قطعیت بررسی شده است. حداقل کردن سیگنال کنترل و خطای ردگیری، از اهداف بسیار مهم در سیستم‌های کنترل است که باید مورد توجه قرار گیرد. نوآوری این تحقیق استفاده از الگوریتم پرندگان در حالت خارج از خط و ترکیب آن با تخمین حدود عدم قطعیت در حالت بر خط جهت بهینه کردن پارامترهای سیستم کنترل است. مزیت عمده این روش بر دیگر روش های معمول در بهینه سازی که عمدتاً در حالت خارج از خط سیستم را بهینه می‌کنند، برخط بودن آن است. در حالت برخط با استفاده از تخمین حدود عدم قطعیت می توان مدل نامی را به مدل واقعی نزدیک کرد. بنابراین، بهینه سازی الگوریتم پرندگان برای سیستمهای دینامیکی واقعی قابل اجرا خواهد بود. دیگر مزیت روش پیشنهادی، محاسبات کمتر در حالت برخط است. زیرا تمامی محاسبات زمان‌بر الگوریتم پرندگان در حالت خارج از خط انجام شده و نتایج به صورت جدول در دسترس کنترل کننده است. در این تحقیق مطالعه‌ی موردی برای ربات پیوما 560 آورده شده است. این ربات، سیستمی چند ورودی-چند خروجی، غیرخطی دارای عدم قطعیت می‌باشد که برای کنترل تحت عدم قطعیت آن باید به روش‌های کنترل مقاوم همچون کنترل مد لغزشی مراتب بالا روی آورد. آنچه که بهینه سازی را برای این ربات و بسیاری از سیستم ها مشکل می‌سازد، وجود عدم قطعیت است که باعث تفاوت مدل نامی با مدل واقعی می‌شود. در این پژوهش با تخمین برخط عدم قطعیت و استفاده از جدول بهره‌ی بهینه در حالت خارج از خط، به اهداف ردگیری و کنترل بهینه ی ربات پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی برای ربات پیوما 560، موثربودن روش پیشنهادی برای کنترل بهینه را تایید می‌کند.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- نحوه محاسبه ماتریس‌های ربات پیوما 560

2- نحوه محاسبه مقادیر مطلوب زوایا از روش سینماتیک وارون

3- مقداردهی اولیه الگوریتم پرندگان

4- نحوه استفاده از الگوریتم پرندگان برای بهینه‌سازی ربات

5- بررسی شاخص‌های کارایی کنترل، خطای زاویه‌ای و زمان نشست

6- اختلال جمع شونده در ورودی و نحوه حذف آن توسط HOSM

7- محاسبات رویتگر برای تخمین برخی حالت‌ها

8- نحوه محاسبه زوایای مطلوب از سوی معادله xyz برای پیوما

نکات و الزامات:

1- کدها توسط MATLAB2013 و با استفاده از m-file نوشته شده‌اند

2- خروجی‌ها بصورت اعداد در command و یا شکل نمایش داده می‌شوند

3- آشنایی با مفاهیم کنترل غیرخطی و کنترل مد لغزشی مرتبه بالا

4- آشنایی با مفاهیم دینامیک و سینماتیک ربات

5- آشنایی با مفاهیم بهینه سازی و نیز الگوریتم های هوش مصنوعی علی الخصوص الگوریتم پرندگان

6- آشنایی با نحوه کار کردن توابع در MATLAB

7- آشنایی با مفهوم رویتگر و فلسفه وجود آن در سیستم کنترل