ارایه یک الگوریتم فرا ابتکاری بهبودیافته جهت بهینه سازی کنترل کننده مرتبه کسری برای بازوی ربات صنعتی با ساختار موازی

هدف: امروزه از سیستم های رباتیک به صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود؛ بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم­ ها امری حیاتی است. لازم است معیارهایی هم چون مدت زمان عملیات و سرعت پاسخ دهی، هزینه کنترلی و خطای سیستم با ارایه روش مناسبی به صورتی کنترل شوند تا عملیات صنعتی به نحو موفقیت آمیزی انجام شود؛ لذا این مقاله دو هدف اصلی را دنبال می کند: ۱- کنترل سیستم رباتیک از طریق ارایه یک روش مبتنی بر حسابان مرتبه کسری به صورتی که قادر باشد باوجود پیچیدگی و غیر خطی ­گری در سیستم آن را کنترل نماید و ۲- ارایه الگوریتم فرا ابتکاری "بهبود یافته گرگ خاکستری" جهت بهینه سازی پاسخ سیستم.روش شناسی پژوهش: ابتدا مدل ریاضی ربات بر مبنای قوانین لاگرانژ ارایه می­ شود و سپس از حسابان مرتبه کسری جهت طراحی کنترل کننده بهره گرفته می­ شود. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم گرگ خاکستری با ارایه روش بهبودیافته افزایش می­ یابد.یافته ها: توابع هزینه مختلف برمبنای معیارهای عملکردی اصلی سیستم رباتیک معرفی و الگوریتم بهبود یافته بر آن­ها اعمال می­ شود. نتایج حاصل از مقایسه الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم­ های دیگر، نشان­ دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی هستند. علاوه بر آن، کارایی کنترل ­کننده مرتبه کسری با معادل مرتبه صحیح آن مقایسه می­ شود و نتایج نشان­ دهنده بهبود قابل توجه عملکرد سیستم هستند.اصالت/ارزش افزوده علمی: کنترل­ کننده پیشنهادی قادر است باوجود پیچیدگی و غیر خطی ­گری در مدل سیستم، آن را به خوبی کنترل نماید. علاوه بر آن با الهام از الگوریتم گرگ خاکستری، روش بهینه ­سازی بهبود یافته ­ای ارایه می­ شود که قادر به افزایش کارایی سیستم کنترل شده باشد. نتایج عددی عملکرد مطلوب کنترل­ کننده و الگوریتم بهینه­ سازی بهبودیافته را نشان می ­دهند.

Keywords:

بهینه سازی , الگوریتم های فرا ابتکاری , الگوریتم گرگ خاکستری بهبود یافته , سیستم رباتیک صنعتی , کنترل کننده مرتبه کسری