Интеллектуальные методы управления траекторией робота манипулятора с предотвращением сингулярностей

Abstract

Наличие сингулярностей в роботизированных манипуляторах создает значительные трудности в обеспечении стабильности, отслеживания траекторий и точности управления, что может привести к потере управляемости и снижению производительности. В данной статье рассматривается управление траекторией и реализация передовых интеллектуальных методов управления для предотвращения сингулярных конфигураций в манипуляторах с шестью степенями свободы. Используются пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) управление, управление на основе нечеткой логики (НЛУ) и гибридный подход, сочетающий НЛУ и ПИД. Гибридный контроллер НЛУ-ПИД разработан для динамической адаптации параметров управления в реальном времени на основе близости к сингулярностям, что улучшает способность манипулятора выполнять задачи с высокой точностью и надежностью. Результаты моделирования и сравнительного анализа показывают, что при использовании НЛУ-ПИД средние ошибки отслеживания снижаются на 60 %, стабильность системы возрастает на 80 %, а энергоэффективность улучшается на 20 % в условиях, склонных к сингулярности. Эти результаты подчеркивают перспективность интеграции интеллектуальных методов управления для решения проблемы сингулярностей в роботизированных манипуляторах, что открывает возможности для дальнейших исследований в области адаптивного управления.