ارزیابی خطای کنترل توپ و تیر در نزدیکی مفصل: مقایسه عملی با شبیه سازی

این پژوهش به تحلیل تجربی و شبیه سازی سیستم کنترل توپ و تیر می پردازد. مسئله اصلی، دستیابی به دقت موقعیت یابی بالا و رد اغتشاش در حضور عوامل غیرایده آل عملی است. فرض بر این است که با استفاده از کنترل کننده PID ثابت و تطبیقی می توان خطای حالت ماندگار را به کمتر از ۱ سانتی متر رساند. برای حل، ابتدا مدل ریاضی سیستم استخراج و در سیمولینک متلب شبیه سازی شد؛ سپس ۲۵ آزمایش عملی در سه دسته پاسخ پله، ردیابی مسیر و رد اغتشاش انجام گردید. نتایج نشان داد خطای حالت ماندگار میانگین کمتر از ۱ سانتی متر است. دقت ردیابی با خطای جذر میانگین مربعات بین ۴/۶۳۲ تا ۶/۳۲۱ سانتی متر اندازه گیری شد که به نوع سیگنال مرجع وابسته است. سیستم در رد اغتشاش عملکرد مطلوبی داشت و در شرایط بهینه به خطای نهایی نزدیک صفر رسید. اعتبارسنجی نتایج از طریق مقایسه مستقیم شبیه سازی و آزمایش های عملی انجام شد که تطابق نسبی دینامیک سیستم را نشان داد؛ اختلاف های قابل انتظار ناشی از عوامل غیرایده آل عملی و تفاوت بین کنترل PID ثابت و تطبیقی توجیه شده اند.

کلیدواژه ها:

سیستم کنترل توپ و تیر ، کنترل کننده PID ثابت و تطبیقی ، شبیه سازی سیمولینک متلب ، خطای حالت ماندگار ، مقایسه نتایج شبیه سازی و عملی