المستخلص

تھدف ھذه الأطروحة إلى فھم آلیة الارتباطات المتعددة المعقدة التي یتم تشغیلھا بشكل ناقص والتي تتضمن نظامًا یكون عدد مدخلات التحكم فیھ أصغر من بُعد مساحة التكوین. إن القدرة على التحكم في مثل ھذا النظام من خلال التلاعب بدینامیكیاتھ الطبیعیة ستسمح بتصمیم آلات أكثر كفاءة في
استخدام الطاقة مع القدرة على تحقیق حركات سلسة مماثلة لتلك الموجودة في العالم الطبیعي.

یھدف ھذا البحث إلى فھم الطبیعة المعقدة Gymnastics Robot وھو عبارة عن بندول ثلاثي الوصلات تم بناؤه في جامعة كاردیف لدراسة سلوك الأنظمة غیر الخطیة وفھم التحدیات في تطویر نظام التحكم الخاص بھا.

تم استخلاص النموذج الریاضي للروبوت من معادلات أویلر-لاجرانج. وبما أن النموذج بطبیعتھ غیر خطي ومتعدد المتغیرات، فإنھ یمثل المزید من التحدیات عند نمذجة روبوت الجمباز والتعامل مع مشاكل التحكم في الحركة. یعتمد النھج المقترح للتعامل مع تصمیم نظام التحكم على وقت منفصل
نموذج خطي حول الوضع المستقیم لروبوت الجمباز ووقت أخذ العینات یبلغ 25 مللي ثانیة.

أولاً، تم استخدام تقنی Gray Wolf Optimization (GWO) لتحسین حركة التأرجح للروبوت من خلال تحدید المعلمات المثلى التي تتحكم في إشارات الإدخال لمحركي روبوت الجمباز.

ثم تم تطبیق القیم التي تم الحصول علیھا من GWO على عملیات المحاكاة. أظھرت النتائج أن حركة التأرجح لأعلى لروبوت الجمباز من الوضع المستقر للأسفل إلى الوضع المقلوب قد تم تحقیقھا بنجاح.
حققت خوارزمیة الذئب الرمادي حوالي 122.2750 ثانیة من الوقت المستغرق للوصول إلى الوضعیة المستقیمة في أفضل حالاتھا.

ثانیاً، تم اعتماد طریقتین تحكم مختلفتین لدراسة توازن روبوت الجمباز في الأوضاع المستقیمة.
الأول ھو خوارزمیة التحكم الأمثل باستخدام تقنیة المنفصلة الخطیة التربیعیة (DLQR) مع أدوات التكامل للمساعدة في تحقیق مجموعة المسارات المرجعیة والحفاظ علیھا. والثاني ھو مزیج من GWO Q یستخدم للتحقق من قیم Q المثلى للمنظم التربیعي الخطي المنفصل (DLQR) للتحكم في التوازن المقلوب ل Robogymnast , GWO تم استخدام GWO Q للحصول على قیم Q المثالیة التي یتطلبھا DLQR للحفاظ على Robogymnast في تكوین مستقیم.