كنترل مقاوم و تطبيقي ربات اسكلت خارجي براي تعقيب مسير‌هاي مطلوب اصلاح شده بر اساس معيار پايداري نقطه گشتاور صفر

Robust and Adaptive Control of an Exoskeleton Robot For Tracking Modified Desired Trajectory Based on Zero Moment Point Stability Theory

ايجاد مسيرهاي مرجع و توانايي تعقيب مسيرهاي ايجاد شده در حضور اغتشاشات و عدم قطعيت‌ها از مسائل مهم در بررسي عملكرد ربات اسكلت خارجي مي‌باشد. يكي از روش‌هاي طراحي مسير ربات‌هاي راه رونده الگوريتم توليد الگوي مركزي مي‌باشد. اين الگوريتم به صورت چرخه حدي رفتار مي‌كند و اﻏﺘﺸﺎﺷﺎت وارده را ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ از سيستم ﺣﺬف كرده و مسيرهاي موزوني را ايجاد مي‌كند. در اين مقاله براي ايجاد مسيرهاي مرجع هر يك ازمفاصل ربات از تركيب هفت عدد نوسانگر هپفيلد اصلاح شده با قابليت تغيير در مشخصه‌هاي فركانس و دامنه راه رفتن استفاده شده است. اصلاح برخط مسيرهاي مرجع مفاصل ربات به كمك سيگنال خطاي بازخوردي بين محل نقطه گشتاور صفر مطلوب و نقطه گشتاور صفر ربات در هر لحظه انجام شده است. به منظور مقابله با اغتشاشات و عدم قطعيت‌ها با دامنه نامعلوم سيستم و دستيابي به حداكثر كارايي در تعقيب مسيرهاي مرجع ربات، از كنترل كننده تطبيقي مد لغزشي ديناميكي سريع ترمينالي با قابليت حذف پديده چترينگ، همگرايي زمان محدود و افزايش مقاومت نسبت به كنترل كننده مد لغزشي معمولي استفاده شده است. همچنين با حركت لينك كمر حداكثر پايداري حركت ربات بر اساس معيار نقطه گشتاور صفر ايجاد شده است. براي دستيابي به بهترين عملكرد، پارامترهاي كنترل كننده، ضرايب نوسانگرها و اتصال بين آن‌ها بهينه شده‌اند. عملكرد روش ارائه شده با كنترل كننده مد لغزشي مقايسه شده است كه نتايج برتري روش ارائه شده را نشان داده است.

The Creation of reference trajectories and the ability to track them in the presence of disturbances and uncertainties are important issues in investigating the exoskeleton performance. One of the methods of trajectory planning is the central pattern generation algorithm. This algorithm will behave in a limit cycle and the temporal disturbances have quickly removed the system and created harmonious trajectories. In this paper, for the creation of reference trajectories of each joint, a combination of seven modified Hopfield oscillators is used which provides the ability to change the frequency and domain of walking. Online modification of robot joint reference trajectories is done by using the feedback error signal between desired zero momentum point and zero momentum point of the robot at any moment. In order to cope with the disturbances and uncertainty with the uncertain domain and achieve maximum efficiency in tracking robot reference trajectories, an adaptive dynamic fast terminal sliding mode controller is used due to the elimination of chattering phenomena, and finite-time convergence. Also, by moving the Upper link the maximum stability of the robot based on the zero momentum point criterion is guaranteed. To achieve maximum performance, controller parameters, oscillator coefficients, and connections between them are optimized. Finally, the performance of the proposed method is compared with a sliding mode controller. The results demonstrate the superiority of the proposed method.