طراحي يك كنترل كننده تركيبي ANFIS+PID براي كنترل بازوي ربات شش درجه آزادي و تحليل همگرايي خطاي آن

ANFIS+PID Hybrid Controller Design for Controlling of a 6-DOF Robot Manipulator and its Error Convergence Analysis

در اين مقاله يك كنترل كننده تركيبيِ ANFIS+PID براي كنترل يك بازوي ربات شش درجه آزادي طراحي شده و همگرايي خطاي آن نيز مورد بررسي قرار گرفته است. از جمله مزاياي اين تركيب جديد نسبت به ساختار ANFIS معمول، قابليت فرموله كردن و تخمين عدم قطعيت ها و اغتشاشات سيستم به همراه ديناميك هاي سيستم و حذف آن مي باشد. بعلاوه با اين تركيب جديد مي توانيم همگرايي به صفر خطايِ سيستم بازوي ربات تحت كنترل پيشنهادي را بررسي كرده و به اثبات برسانيم، كه در ساختار ANFIS معمولي اين امكان وجود ندارد. اين كنترل كننده پيشنهادي از تركيب موازي يك شبكه ANFIS معمولي با يك كنترل كننده خطيِ PID بوجود آمده و بطور موفقيت آميزي براي كنترل يك سيستم بازوي ربات شش درجه آزادي بكار برده مي شود. هم چنين با استفاده از قضيه شبه لياپانوف (لم باربالات)، همگرايي به صفر خطايِ سيستم تحت كنترل، با وجود عدم قطعيت ها و اغتشاشات خارجي سيستم به اثبات مي رسد.

In this paper, an ANFIS+PID hybrid control policy has been addressed to control a 6- degree-of freedom (6-DOF) robotic manipulator. Then its error convergence has been also evaluated. The ability to formulate and estimate the system uncertainties and disturbances along with system dynamics and rejecting the disturbances effect are some advantages of the proposed method in comparing with the conventional ANFIS structures. The error convergence could not be proved in the ordinary ANFIS structures. But in the proposed method, the error convergence of the robot manipulator can be established under considering some mathematical conditions. The proposed control law is realized via parallel combination of ordinary ANFIS network and PID controller. The suggested method has been successfully applied in a 6-DOF robot manipulator system. Furthermore, in presence of uncertainties and external disturbances error convergence would be justified using the Lyapunov-like theorem and Barbalat lemma.