مقایسه و کنترل ربات توانبخشی به روش های کلاسیک و فازی

توانبخشی بیماران با صدمات عصبی و نخاعی با هدف بهبود انعطاف پذیری مغزی و پیشرفت عملکرد بیمار انجام می گیرد. عملکرد ربات های توانبخشی به دلیل تعامل مستقیم با انسان در حین حرکت های درمانی، نیازمند استانداردهای بالایی در ایمنی و قابلیت اعتماد می باشد. یکی از ساده ترین بازوهای ربات، بازوی مکانیکی ماهر دو درجه آزادی است که کارکرد آن، پایه و اساس عملکرد سایر بازوها محسوب می شود. به دلیل دینامیک غیرخطی کنترل بازوی ربات دو درجه آزادی با چالش هایی مواجه است. با توجه به سادگی و کم هزینه بودن در قدم اول از کنترل کننده PID مقاوم استفاده می شود. در ادامه، کنترل کننده های فازی ممدانی و سوگنو که شامل دو ورودی به نام های خطا و مشتق خطا، و خروجی گشتاور می باشند طراحی می شوند. در نهایت کنترل کننده فازی هیبرید به این صورت که مفصل اول ربات با استفاده از کنترل PID مقاوم، و مفصل دوم با استفاده از کنترل فازی ممدانی طراحی می شود. مقایسه روش های کنترل نشان می دهد که کنترل کننده فازی ممدانی در هر دو محور، محدودترین گشتاور را برای موتورهای مفاصل فراهم کرده است. بیشترین دقت نقطه کار متعلق به کنترل هیبرید فازی می باشد. کنترل سوگنو بیشترین سرعت و بیشترین گشتاور را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

ربات های توانبخشی ، بازوی ماهر دو درجه آزادی ، کنترل فازی ، کنترل هیبرید فازی