طراحی کنترل کننده مقاوم شش درجه آزادی مد لغزشی جهت تضمین پایداری حرکتی ربات خودمختار بدون سرنشین زیرسطحی در یک فضای کاری سه بعدی

هدف این مقاله پرداختن به مقوله طراحی سیستم کنترل جهت تضمین پایداری حرکتی ربات خودمختار مدنظر در یک فضای کاری سه بعدی باوجود عدم قطعیت در ضرایب مدل دینامیکی ربات و اغتشاشت محیطی با دامنه معلوم می باشد. برای این منظور دو کنترل¬کننده مد لغزشی مقاوم متفاوت جهت کانال¬ سمت و کانال عمق بگونه¬ای طراحی شد که با وجود نامعینی در ضرایب مدل دینامیکی ربات و همچنین وجود اغتشاشات محیطی با دامنه مشخص، پایداری حرکتی ربات در حین انجام مانور سه بعدی تضمین گردد. در کنترل کننده مقاوم مد لغزشی پیشنهادی، يک قانون کنترلي از نوع ناپیوسته و سوئیچینگ با سرعت بالا بدست مي‌آيد که سبب می‌شود مسیر حالت سيستم ربات غيرخطي به سمت يک سطح لغزش مطلوب در فضاي حالت حرکت کند و ضمن لغزش بر روی سطح در طي زمان بر روی آن باقی بماند. قانون كنترل فيدبك در کنترل کننده پیشنهادی به نحوي طراحی شده است كه در صورتي كه پارامترهای سیستم غیرخطی ربات روي سطح لغزش قرار گیرند، براي زمان¬هاي آتی هم روي سطح لغزش باقی مانده و درصورتي كه خارج از سطح قرار گیرند، طبق شرط لغزش به سطح لغزش نزديك گردند. پس از طراحی کنترل کننده¬های سمت و عمق، بر اساس معادلات حرکت و ضرایب ارائه شده، عملکرد انها طی سناریو¬های متفاوتی در دو سرعت سرج 3 و 5 ارزیابی شده است. نتایج شبیه¬سازی¬های شش درجه آزادی عملکرد ربات در فضای کاری سه بعدی نشان می¬دهد که کنترل¬کننده مقاوم پیشنهادی بخوبی توانسته بر عدم قطعیت¬های ساختاری و غیرساختاری و همچنین اغتشاشات محیطی با دامنه محدود غلبه کرده و پایداری حرکتی ربات در حین انجام مانورهای سه بعدی را تضمین نماید. همچنین شایان ذکر است که، ترکیب کنترل کننده سمت و کنترل کننده عمق توانسته تا حد زیادی رول وسیله را نیز خنثی کند.