Original title: OPTIMALIZACE NÁVRHU FUZZY ŘÍZENÍ VZHLEDEM K ROZSAHU POHYBŮ PARALELNÍHO MECHANISMU
Translated title: OPTIMIZATION OF A FUZZY CONTROL DESIGN WITH RESPECT TO A PARALLEL MECHANISM WORKSPACE
Authors: Andrš, Ondřej ; Maga, Dušan (referee) ; Singule, Vladislav (referee) ; Březina, Tomáš (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2012
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Disertační práce je zaměřena na využití fuzzy logiky při návrhu řízení paralelního mechanismu založeného na Stewartově platformě. Hlavním cílem je navrhnout řídicí systém, který zabezpečí provádění biomedicínských experimentů. K tomuto účelu je nezbytné zařízení, které zajistí simulaci fyziologických pohybů lidského těla charakteristickým danému implantátu, včetně silového zatížení. Uzavřený kinematický řetězec paralelních manipulátorů výrazně zvyšuje tuhost mechanismu. Manipulátory s paralelní kinematickou strukturou dosahují lepší přesnosti a opakovatelnosti dosažení požadované polohy efektoru a mohou vyvozovat větší sílu než běžné manipulátory se sériovou kinematickou strukturou. Obecnou nevýhodou paralelních mechanismů bývá jejich relativně malá pracovní oblast oproti sériovým, složitější struktura a komplikované řešení přímé kinematické úlohy. Předkládaná práce přináší efektivní řešení přímé kinematické úlohy pomocí simulačního modelu s fuzzy inferenčním systémem typu Takagi-Sugeno. Navržený systém řízení využívá stavových a fuzzy regulátorů typu Takagi-Sugeno, které jsou odvozeny od stavových regulátorů s integrací na vstupu. Pro návrh a optimalizaci fuzzy regulátorů byla použita technika anfis (adaptive neuro-fuzzy inference system), která emuluje trénovací data pomocí trénování s použitím metody nejmenších čtverců v kombinaci s metodou zpětného šíření. Navržené fuzzy regulátory jsou použity pro řízení jednotlivých ramen manipulátoru. Vlastnosti navrženého systému řízení jsou dokumentovány testovacím experimentem. The Ph.D. thesis is focused on using the fuzzy logic for control of a parallel manipulator based on a Stewart platform. The proposed mechanism makes possible to simulate the physiological movements of the human body and observe degradation processes of the cord implants. Parallel manipulators such as a Stewart platform represent a completely parallel kinematic mechanism that has major differences from typical serial link robots. However, they have some drawbacks of relatively small workspace and difficult forward kinematic problems. Generally, forward kinematic of a parallel manipulators is very complicated and difficult to solve. This thesis presents a simple and efficient approach to design simulation model of forward kinematic based on Takagi-Sugeno type fuzzy inference system. The control system of the parallel manipulator id based on state-space and fuzzy logic controllers. The proposed fuzzy controller uses a Sugeno type fuzzy inference system (FIS) which is derived from discrete position state-space controller with an input integrator. The controller design method is based on anfis (adaptive neuro-fuzzy inference system) training routine. It utilizes a combination of the least-squares method and the backpropagation gradient descent method for training FIS membership function parameters to emulate a given training data set. The proposed fuzzy logic controllers are used for the control of a linear actuator. The capabilities of the designed control system are shown on verification experiment.
Keywords: fuzzy control; parallel mechanism; state space control; Stewart platform; fuzzy řízení; paralelní mechanismus; stavové řízení; Stewartova platforma

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/18003

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-234032


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses