کنترل بهینه چندهدفه ربات اسکارا با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

الگوریتم رقابت استعماری روش محاسبات تکاملی الهام گرفته از رفتارهای اجتماعی و سیاسی است که با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدل سازی ریاضی آن ها، ابزارهایی را در قالب مدونی ارائه می دهد که می توانند به حل مسائل پیچیده بهینه سازی کمک کنند. این الگوریتم جواب های مسئله بهینه سازی را در قالب کشورها نگریسته و سعی می کند در طی فرایندی تکرارشونده جواب ها را رفته رفته بهبود داده و درنهایت به جواب بهینه مسئله برسد. در این مقاله از این الگوریتم برای طراحی کنترل کننده بهینه برای یک بازوی ماهر صنعتی بهره گرفته شده است. رویکرد کنترلی اتخاذشده مبتنی بر کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی است. با توجه به ماهیت غیرخطی و تزویج بالای بازوی ماهر صنعتی، تنظیم پارامترهای کنترل کننده امری آسانی نیست چراکه اغلب روش های موجود در ادبیات کنترل برای سیستم های خطی نامتغیر بازمان تک ورودی-تک خروجی توسعه یافته اند. در این مقاله، با تبدیل مسئله طراحی کنترل کننده به یک مسئله بهینه سازی و با انتخاب یک تابع هزینه مناسب، فرآیند طراحی کنترل کننده به قسمی صورت می پذیرد که نه تنها سیستم حلقه-بسته پایداری را نتیجه دهد، بلکه خروجی های این سیستم ها از معیارهای کارایی مطلوبی برخوردار باشد. در این راستا ابتدا معادلات سینماتیکی و دینامیکی یک بازوی ماهر صنعتی با استفاده از روابط اویلر-لاگرانژ استخراج می شود. سپس از الگوریتم رقابت استعماری برای طراحی کنترل کننده های بهینه برای این سیستم غیرخطی دو ورودی-دو خروجی کمک گرفته می شود. نتایج شبیه سازی حاکی از عملکرد مطلوب این کنترل کننده است.

کلیدواژه ها:

الگوریتم رقابت استعماری چند هدفه ، کنترل کننده تناسبی-مشتقی-انتگرالی ، بازوی ماهر صنعتی ، سیستم غیرخطی چند متغیره.