بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این پژوهش ارائهی یک روش برای کنترل مقاوم سیستم ربات زیرآبی است.درابتدا سیستم ربات زیرآبی مدل-سازی شده و یک تابع تبدیل برای آن استخراج شده است. مدل بدست آمده، دارای شش ورودی- شش خروجی میباشد.از آنجاییکه خروجی باید در برابر تغییرات پارامترها و اغتشاشات ورودی مقاوم باشد نیاز به طراحی یک کنترل مقاوم میباشد. به علت معمول بودن استفاده از کنترل کننده PIدر کنترل ربات زیرآّبی، در این تحقیق از ساختار PI برای کنترلکننده استفاده شده است، و روشی برای کنترل مقاوم سیستم ربات زیرآبی بر پایهی H آورده شده است.
برای رسیدن به هدف مقاوم سازی کنترلکننده در برابر نامعینیها و اغتشاشات تابع هزینه بدست آمده است که حداقل سازی آن منجر به رسیدن به کنترل مقاوم از لحاظ نرم H میشود. برای حداقل سازی تابع هزینه بدست آمده از روش LMI بهره گرفته شده است. در این راستا، در بحث نامعینی، رفتار کنترلکننده مقاوم با کنترلکننده فیدبک حالت بهعنوان روشی غیر مقاوم مقایسه شده است. نتایج حاکی از عملکرد مناسب این روش برای کنترل مقاوم سیستم ربات زیرآبی دارد.
-1 مقدمه
بیش از 70 درصد سطح زمین توسط آب پوشیده شده است. منابع و صنایع دریایی نقش و تأثیر مهمی در زندگی انسانها دارند. به همین دلیل مطالعه و بررسی بسیاری از مسائل مهندسی، زیستشناسی، تجاری و نظامی مرتبط با دریا، همواره مورد توجه محققان بوده است. با توسعه و گسترش صنایع دریایی و علوم مرتبط با دریا، امروزه برای انجام بسیاری از کاربردهای کشف و استخراج منابع زیرسطحی، بازرسی وجمعآوری اطلاعات زیست محیطی و تحقیقاتی و نیز نصب، تعمیر و نگهداری سازههای ساحلی و دریایی، بهکارگیری تکنولوژی خاص و جدیدی برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون پیش آمده است.[1]
این تجهیزات شامل رباتها و بازوهای مکانیکی هستند که قابلیت انجام عملیات از پیش برنامهریزی شده و نیز اجرای فرامین لحظهای کاربر را به نحوی مناسب و دقیق، دارند..[2]در میان قسمت های مختلفی که از یک زیر دریایی بدون سرنشین مورد تحقیق و پژوهش قرار می گیرد، تحقیق در مورد کنترل کننده هایی که بتوانند یک زیر دریایی بدون سرنشین را به بهترین شکل ممکن کنترل کنند و در مقابل اغتشاشات مختلف پیش بینی شده و پیش بینی نشده، زیر دریایی را از ناپایداری نجات داده و به سوی اهداف مختلف کنترل نماید، بسیار ضروری و به روز می باشد.
تحقیقات زیادی در مورد کنترل کننده های زیر دریایی بدون سرنشین انجام شده است، نیاز فزاینده به AUVمتعاقباً نیاز مربوط به کنترل دقیق AUV و درنتیجه، مدلهایی که قوانین کنترل بر اساس آنها انجام شود را در پی خواهد داشت. نمونه هایی از کنترل منطق فازی برای AUV را می توان در4]،[3 پیدا کرد . در Yuh [5] استفاده از کنترل شبکه های عصبی را پیشنهاد میکند، درLogan [6] کنترل کننده H را برای AUV طراحی میکند.
اما در این بین کنترل کننده مقاوم، یکی از بهترین و کاربردی ترین کنترل کننده هایی است،که تا به حال برای این ربات زیر سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. دلیل این برتری، توانایی مقاومت این کنترل کننده در مقابل اغتشاشاتی است، که ناگزیر به زیر دریایی وارد می شود. در این مقاله، با در نظر گرفتن مدل خطی شده از سیستم و ارتباط بین ماتریس تابع تبدیل سیستم و ماتریس تابع تبدیل کنترل کننده، شرط پایداری مقاوم که تابعی فرکانسی است، تعیین می شود.[7]
-2 مدل سازی ربات زیر آبی
در ابتدا فرض می شود که زاویه های - - pitch و - - roll خیلی کوچک هستند.[8]
