طراحی سیستم کنترل عملگر نیوماتیکی با استفاده از منطق فازی به منظور کاربرد در روبات توانبخشی
Title Proper
Control of Pneumatic Actuator Using Fuzzy Logic Control Algorithm for Rehabilition Robotic Application
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۸۳۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
فرید نجفی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن کامل
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Text of Note
نمودار، شکل
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۱
Discipline of degree
طراحی کاربردی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
توانبخشی فعالیتی است که هدف آن توانمندسازی افراد از کار افتاده به منظور رسیدن به حداقل سطح فعالیت فیزیکی میباشد. از آنجا که رباتها قادر هستند روشهای درمان سنتی را با افزایش دقت و ارتباط مناسب با بیمار انجام دهند، در سطح دنیا تحقیقات زیادی جهت طراحی مکانیزمهای مختلف جهت کمک به فرآیند توانبخشی صورت میپذیرد. از این رو در این پژوهش به دنبال طراحی کنترل موقعیت و کنترل فشار با استفاده از الگوهای مختلف در جهت بهبود عملکرد سیستم می باشیم .در راستای کنترل هر چه بهتر سیستم های پنوماتیکی و بهبود عملکرد آن در این پایان نامه تلاش زیادی در جهت بهبود عملکرد عملگرهای نیوماتیکی به عمل آمده است . در همین راستا در این پژوهش در ابتدا به تشریح اجزای مختلف سیستم پنوماتیکی پرداخته و براساس فرضیات حاکم بر معادلات، به مدلسازی عملگر پنوماتیکی می پردازیم. در ادامه برای کنترل موقعیت پیستون به طراحی کنترلرهای مختلف پرداختیم. سپس با انجام پاره ای آزمایشهای مدار بسته با ورودیهای پله و سینوسی خصوصیات هر یک از این کنترلرها بررسی گردید. مشاهده گردید که سیستم با اعمال کنترلر فازی بدون فراجهش و خطای ماندگار به ورودی پله پاسخ میدهد و با دقت قابل قبولی ورودی سینوسی را تعقیب مینماید. و نیز پاسخ کنترلر فازی در مقابل ورودی دندانه اره ای و شیب با دقت قابل قبولی ورودی را تعقیب می نماید.در این کنترلر با استفاده از دید شهودی طراح، سیستم غیر خطی پیچیده به سادگی کنترلر می شود و کنترلر فازی برتری خود را نسبت به کنترلرهایDIP و IP نشان می دهد. مضاف براین، از آنجا که کنترلر فازی یک کنترلر مقاوم میباشد، سیستم حتی در صورت وجود عدم قطعیت های پارامتریک و ساختاری هم پایداری خود را حفظ می کند و این دیگر مزیت بزرگ استفاده از کنترلر فازی است. در ادامه برای کنترل فشار هر کدام از محفظه ها ازچند کنترل کننده استفاده شده است. استفاده از این تعداد کنترل کننده برای پوشش خطای حالت دائم در کمترین مقدار ممکن و افزایش زمان صعود به مقدار مرجع می باشد. با توجه به این شبیه سازی ها کنترل کننده ی فازی اسلادینگ مود بهترین کارایی را از خود برای کنترل سیستم نشان داده است و این هم به خاطر انعطاف پذیری این کنترل کننده در نوشتن قوانین بر اساس مشخصات سیستم و طراحی توابع عضویت و کنترل کننده و بهینه سازی یکی از ورودی های کنترلر مود لغزشی می باشد.در این روش توانستیم خطای فشار را که یکی از ورودی های کنترلرمود لغزشی می باشد با استفاده از کنترلر فازی کنترل نماییم و به پاسخ مطلوب دست پیدا کنیم که نتایج بدست آمده این قضیه را اثبات می کند.در نهایت با استفاده از مدل موجود در آزمایشگاه عملگرهای دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و طراحی کنترلر فازی، جهت رسیدن به منحنی مطلوب ارائه شده، خواهیم پرداخت.
Text of Note
Rehabilitation is an activity that aims to empower disabled people to achieve a minimum level of physical activity. Since the robots are able to enhance the accuracy and relevance of traditional treatment methods appropriate to the patient, In much of the world for various mechanisms designed to aid in the rehabilitation process is done. Therefore, this study was designed to control the position and pressure control using multiple models to improve the performance of our system. Pneumatic control systems in order to better improve its performance in this thesis, many efforts have been made to improve the performance of pneumatic actuators. Thus, in this study, the first hypothesis to explain the different components of the pneumatic system, and the governing equations, the model deals with Pneumatic Actuator. Then with different controllers designed to control the position of the piston. After doing some experiments closed circuit step and sinusoidal inputs were characteristics of each of these controllers. Observed that the system with fuzzy controller without steady-state error to a step input and answers will follow a sinusoidal input with acceptable accuracy. And the response of the fuzzy controllers, in contrast, saw tooth input and slope input with acceptable accuracy will follow. The controller with intuitive visual designers of complex systems, nonlinear controllers are easily And its superiority over the fuzzy controller, PID controller and PI show. Further on this, because the fuzzy controller, a robust controller is System even in the presence of parametric and structural uncertainty still maintains its stability. The other major advantage of using a fuzzy controller. In each of the pressure chambers, few controls are used. Use these controls to cover state error and the increase in the minimum possible time; it is up to the reference value. According to the simulation mode sliding fuzzy controller for the control system has shown the best performance from your And this time Due to the flexibility of the control System specification based on writing rules and membership functions and controller design and optimization of sliding mode controller is input. This method could Pressure error, which is one of the sliding mode controller inputs using fuzzy controller to control the response we get results we will prove the theorem.