امروزه کنترل سیستم‌های مکانیکی که تعداد ورودی آنها از تعداد خروجی آنها کمتر می‌باشد (Underactuated) یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال‌های جذاب این دسته سیستم‌ها، مکانیزم دو درجه آزادی آکروبات می‌باشد. هدف از این مقاله طراحی، مدلسازی و ساخت یک سیستم آکروبات برای استفاده در آزمایشگاه‌های کنترل‌خطی، کنترل دیجیتال، رباتیک و هوش مصنوعی است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از نرم‌افزار SolidWorks، مکانیزم مناسب (از لحاظ هزینه و سهولت ساخت) طراحی شد. سپس مکانیزم طراحی شده به صورت کاملاً دقیق ساخته شد. در مرحله بعد مدل دینامیکی سیستم ساخته شده با استفاده از معادلات اولر-لاگرانژ به دست آمد. در نهایت با استفاده از یک کارت تبادل داده (DAQ) و پیاده‌سازی تعدادی الگوریتم مناسب در محیط Simulink، ارتباط آکروبات و نرم‌افزار MATLAB جهت استفاده از سیستم ساخته شده به عنوان یک وسیله آزمایشگاهی برقرار گردید. تفاصيل المقالة

هدف از این مقاله، شناسایی پارامترهای یک سیستم آکروبات (که قبلا توسط مولفان ساخته شده) و طراحی کنترل کننده مناسب برای آن می‌باشد. بدین منظور ابتدا پارامترهای مدل غیرخطی سیستم با استفاده از الگوریتم ژنتیک، در چهار مرحله شناسایی شدند. سپس، یک الگوریتم جدید برای تاب دادن آکروبات پیشنهاد شد. همچنین با خطی سازی مدل، یک کنترل کننده فیدبک حالت بهینه برای حفظ تعادل آکروبات طراحی گردید. ولی از آنجا که این کنترل کننده تنها در نزدیکی نقطه تعادل ناپایدار حاوی پاسخ مناسب بود، با کمک الگوریتم ژنتیک، ضرایب بهینه یک کنترل کننده فیدبک حالت مناسب برای نقاط دور از نقطه تعادل ناپایدار نیز به دست آمد. نتایج شبیه سازی در هر مرحله بیانگر کارایی مناسب شیوه‌های پیشنهادی می‌باشد. تفاصيل المقالة