طراحی سیستم کنترل عملگر نیوماتیکی با استفاده از منطق فازی به منظور کاربرد در روبات توانبخشی

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 می دهد 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 کنترلرهایpid و pi نشان می دهد. مضاف براین، از آنجا که کنترلر فازی یک کنترلر مقاوم می باشد، 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 عملگرها دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و طراحی کنترلر فازی جهت رسیدن به منحنی مطلوب ارائه شده بپردازیم.