سعید زارع - دانشکده مهندسی برق، دانشگاه خاتم الانبیا (ص)، تهران، ایران
روح اله روحانی فر - دانشکده مهندسی برق، دانشگاه خاتم الانبیا (ص)، تهران، ایران
حمید محسنی - دانشکده مهندسی برق، دانشگاه خاتم الانبیا (ص)، تهران، ایران

در این مقاله، یک کنترلر PI?D? مرتبه کسری بمنظور کنترل و ردیابی مسیر مطلوب ربات استوارت پیشنهاد شده است. ابتدا معادلات دینامیکی و سینماتیکی ربات بررسی شده است. واضح است که معادلات، پیچیده و غیرخطی شدید می باشند. بعلاوه هر دو بخش از معادلات شامل عدم قطعیت هایی از قبیل تغییر پارامترها و یا ترم های مدل نشده ای همچون اصطکاک هستند. با توجه به قابلیت گسترده حسابان مرتبه کسری که رفتار دقیق تری از سیستم ارائه می کند، کنترلر PID مرتبه صحیح با یک کنترلر PI?D? مرتبه کسری جایگزین می شود. از آنجا که کنترلر پیشنهادی در مقایسه با کنترلر PID مرتبه صحیح دارای درجه آزادی بیشتری است، لذا قابلیت بیشتری در غلبه بر عدم قطعیت ها و کاهش اثرات دمپینگ را دارد. اگرچه تعداد بیشتر ضرایب، درجه آزادی بهتری برای طراحان فراهم می آورد، اما تنظیم دقیق آنها در بازدهی، افزایش سرعت، و مقاوم بودن کنترلر نقش حیاتی داشته و چالشی جدی محسوب می شود. برای غلبه بر این چالش، کنترلر PI?D? مرتبه کسری با الگوریتم فرا ابتکاری جمعیت ذرات ترکیب شده و در یک فرآیند بهینه سازی، تمام ضرایب جهت دستیابی به اهداف از پیش تعیین شده حاصل می شوند. نتایج شبیه سازی و مقایسه، عملکرد مناسب کنترلر پیشنهادی را در مقایسه با کنترلر PID مرتبه صحیح نشان می دهد.

ربات استوارت، حسابان مرتبه کسری، کنترلر PI?D? مرتبه کسری ، بهینه سازی جمعیت ذرات