Hybrid controller for a single flexible link manipulator

In this study, the dynamic modeling and step input tracking control of single flexible link is studied. The Lagrange-assumed modes approach is applied to get the dynamic model of a planner single link manipulator. A Step input tracking controller is suggested by utilizing the hybrid controller approach to overcome the problem of vibration of tip position through motion which is a characteristic of the flexible link system. The first controller is a modified version of the proportional-derivative (PD) rigid controller to track the hub position while sliding mode (SM) control is used for vibration damping. Also, a second controller (a fuzzy logic based proportional-integral plus derivative (PI + D) control scheme) is developed for both vibration damping and hub position tracking. A comparison is made between the performances of these two controllers. The Hybrid controller with PD and SM shows better tracking behavior than obtained from the suggested fuzzy (PI + D) 2 controller for a single link flexible manipulator. في هذه الدراسة تم دراسة النموذج الديناميكي و السيطرة على حركة ذراع ذو وصلة واحدة .single link تم تطبيق طريقة لاكرانج-النمط الكفوء Lagrange-assumed modes approach للحصول على نموذج ديناميكي لذراع الإنسان الآلي. و تم الحصول على نموذج خطي للذراع ذو الوصلة الواحدة و الذي تم محاكاته باستخدام برنامج Matlab و أداة Simulink للتحليل و المحاكاة. تم اقتراح مسيطر لتتبع الإدخال من فكرة المسيطر الهجين hybrid controller للتغلب على مشكلة الاهتزاز في طرف الذراع خلال الحركة و الذي هو من صفات الهياكل المرنة. حيث تم تصميم نسخة معدلة من مسيطر PD لتتبع مسار المفصل بينما تم استخدام سيطرة النمط المنزلق sliding mode لتخميد الاهتزازات. و كذلك تم تطوير مسيطر ثاني (مسيطر منطق مضبب Fuzzy (PI+D2)) كطريقة للسيطرة على كل من تخميد الاهتزازات و تتبع مسار المفصل. و تمت مقارنة نتائج أداء المسيطرين و التي تظهر بوضوح تفوق عمل المسيطر الهجين من النوع الأول مقارنة مع مسيطر المنطق المضبب المقترح.