research centers


Search results: Found 14

Listing 11 - 14 of 14 << page
of 2
>>
Sort by

Article
Hardware Implementation of IT2FLC using FPGA for Control Applications

Authors: Waleed Fawwaz Shareef --- Saif Faris Abulhail --- Dr. Mohammed Y. Hassan
Journal: Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences مجلة القادسية للعلوم الهندسية ISSN: 19984456 Year: 2018 Volume: 11 Issue: 1 Pages: 40-54
Publisher: Al-Qadisiyah University جامعة القادسية

Loading...
Loading...
Abstract

Interval Type2 Fuzzy Logic Control (IT2FLC) has been applied to a number of industrial, medical, home and military applications. Hardware implementation of IT2FLC can be achieved in a number of ways. One of these ways is the use of a Field Programmable Gate Array (FPGA).In this paper, the design and implementation of an IT2FLC using FPGA has been presented. The proposed controller is of Mamdani type. It works in different structures (P/PI/PD/PID like IT2FLC) depending on two control lines, different number of triangular shape memberships (2-7) depending on three control lines, six tunable gains and within a range of sampling time of (0.01-1024) seconds. Three type reduction algorithms are used and it is found that the Enhanced Iterative Algorithm with Stop Condition (EIASC) produced the minimum reduction in FPGA size. Thus less execution time. The reduction size is about 75% than Karnick Mendel (KM) and is about 3% than Enhanced KM (EKM). Linear and nonlinear models are used to test the designed Controller. Gains are tuned manually to reach minimum overshoot, settling time and steady state error.Simulation and Implementation results showed that the proposed controller works in an efficient way under no-load, load and uncertainty in the nonlinear model parameters.


Article
Modeling and Position Control of Human Lower Limb Rehabilitation Robot using Pneumatic Muscle Actuators
نمذجة وتصميم مسيطر مسار لروبوت أعادة تأهيل الأطراف البشرية السفلية باستعمال مشغل العضلة الهوائية

Authors: Mohammed Y. Hassan محمد يوسف حسن --- Shahad S. Ghintab شهد صبيح غنتاب
Journal: AL-MANSOUR JOURNAL مجلة المنصور ISSN: 18196489 Year: 2015 Issue: 23 Pages: 61-86
Publisher: Private Mansour college كلية المنصور الاهلية

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of human lower limb rehabilitation robot is to regain the ability of motion and to strengthen the weak muscles. This paper proposes the design and modelling of four Degree Of Freedom (4-DOF) lower limb wearable rehabilitation robot. This robot is located in, hip, knee and ankle joints to enable the patient for motion and turn in both directions. The joints are actuated by Pneumatic Muscles Actuators (PMAs). The PMAs have very great potential in medical applications because the similarity to biological muscles. This work proposes the structure of the robot to eliminate the singularity problem that exists in the inertia matrix. Also, the effects of disturbance on the robot joints and frictions in robot joints and in PMAs are taken into consideration. The designed robot can be used for the right side leg of an elderly persons whose ages beyond 40th years old. Since the 4-DOF rehabilitation robot actuated by PMAs has high nonlinearity. An intelligent position controller to control each joint position is designed and simulated using two schemes; Mamdani PD-like fuzzy logic and Takagi-Sugeno-Kang (TSK)-PD-like Fuzzy logic to improve the time response specifications such as minimum overshoot, minimization of oscillation and disturbance rejection to track the desired medical trajectory. A comparison between the two schemes shows an enhancement in the results of the second type as compared with the first one.

الهدف من روبوتات أعادة التأهيل الخاصة بالأجزاء السفلية للأطراف البشرية هو أعادة القدرة علىالمشي وتقوية العضلات. يقدم البحث نمذجة وتصميم لروبوت مكون من أربع درجات من الحرية، اثنينمنها في مفصل الورك، وواحدة في مفصل الركبة والرابعة في مفصل الكاحل، يتم تحريك المفاصلباستعمال مشغلات العضلة الهوائية، إذ أن هذا النوع من المشغلات يعد الأفضل في التطبيقات الطبية؛نظراً لخواصه المشابهة للعضلات البشرية . يحل البحث مشكلة تمييز نهاية المحور بالنسبة لقاعدة محاورالروبوت عن طريق إضافة إزاحة. ويأخذ البحث بنظر الاعتبار الاحتكاك في المفاصل والمحركاتجميعها،والاضطرابات الخارجية المؤثرة في المفاصل. إذ إن الروبوت المقترح للساق الأيمن، يمكناستعماله من قبل الأشخاص فوق سن 04 سنة، وقد تم اعتماد أطوال وأوزان هذه الفئة العمرية في اثناءالتصميم.وعلى الرغم من اللاخطية العالية في التصميم، ألا انه تمت السيطرة على تتبع المسارات الطبيةعن طريق مسيطر منطق ضبابي ذكي متناسب متفاضل ومقارنة بين نوعين منه - Mamdani و TSK .وذلك لغرض تحقيق المواصفات المطلوبة مثل تقليل تجاوز المدخل وتقليل التذبذب و مقاومة الاضطراباتحيث أثبتت النتائج ان TSK نتائجه أفضل من النوع الثاني.


Article
Ant Colony Optimization Based Force-Position Control for Human Lower Limb Rehabilitation Robot
مسيطر قوة- موقع لروبوتات أعادة تأهيل الاطراف السفلية بأستخدام خوارزمية مستعمرة النمل

Authors: Mohammed Y. Hassan محمد يوسف حسن --- Shahad S. Ghintab شهد صبيح غنتاب
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 1 Pages: 61-72
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of human lower limb rehabilitation robot is to regain the ability of motion and to strengthen the weak muscles. This paper proposes the design of a force-position control for a four Degree Of Freedom (4-DOF) lower limb wearable rehabilitation robot. This robot consists of a hip, knee and ankle joints to enable the patient for motion and turn in both directions. The joints are actuated by Pneumatic Muscles Actuators (PMAs). The PMAs have very great potential in medical applications because the similarity to biological muscles. Force-Position control incorporating a Takagi-Sugeno-Kang- three- Proportional-Derivative like Fuzzy Logic (TSK-3-PD) Controllers for position control and three-Proportional (3-P) controllers for force control. They are designed and simulated to improve the desired joints position specifications such as minimum overshoot, minimum oscillation, minimum steady state error, and disturbance rejection during tracking the desired position medical trajectory. Ant Colony Optimization (ACO) is used to tune the gains of position and force parts of the Force-Position controllers to get the desired position trajectory according to the required specification. A comparison between the force-position controllers tuned manually and tuned by ACO shows an enhancement in the results of the second type as compared with the first one with an average of 39%.

الهدف من روبوتات أعادة التأهيل الخاصة بالأجزاء السفلية للأطراف البشرية هو أعادة القدرة على المشي وتقوية العضلات. ويقدم البحث تصميم مسيطر من نوع (قوة- موقع) لروبوت مكون من أربع درجات من الحرية، إثنتان منها في مفصل الورك، وثالثة في مفصل الركبة ورابعة في مفصل الكاحل، وهذه الدرجات من الحرية، كافية؛ لاعادة تأهيل المريض للمشي والدوران الى جهتي اليمين واليسار. إذ يتم تحريك المفاصل باستعمال مشغلات العضلة الهوائية، ويعد هذا النوع من المشغلات، الأفضل في التطبيقات الطبية؛ نظراً لخواصه المشابهة للعضلات البشرية. على الرغم من اللاخطية العالية في التصميم، إلا ان السيطرة على تتبع المسارات الطبية قد تمت عن طريق مسيطرات (قوة ـ موقع) مكون من ثلاثة مسيطرات للموقع من نوع ) منطق ضبابي ذكي متناسب ـ متفاضل PD –TSK( وثلاثة مسيطرات من نوع متناسب للقوة (3-) ، وذلك لغرض تحقيق المواصفات المطلوبة، كتقليل تجاوز المدخل، وتقليل التذبذب، وتقليل نسبة الخطأ في مواقع المسارات، فضلاً عن مقاومة الاضطرابات. اعتمد البحث خوارزمية مستعمرات النمل لكل من جزء الموقع وجزء القوة؛ لغرض تحسين المواصفات. أثبتت المقارنة بين نتائج المسيطر المنغم يدويا والمنغم بأستخدام خوارزمية مستعمرات النمل ان هناك تحسن في موقع المسار الطبي (بعدم تسليط الاضطرابات الخارجية ومع تسليطها) كمعدل بنسبة 39%.


Article
Ant Colony Optimization Based Type-2 Fuzzy Force-Position Control for Backhoe Excavator Robot
مسیطر ضبابي قوة–موقع من نوع_ 2 للحفارة الروبوتیة باستخدام خوارزمیة مستعمرة النمل

Authors: Mohammed Y. Hassan محمد یوسف حسن --- Athraa Faraj Sugban عذراء فرج صكبان
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2018 Volume: 21 Issue: 1 Pages: 1-11
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

This paper proposes the design and simulation of Interval Type-2 Fuzzy Logic Control using MATLAB/Simulink to control the position of the bucket of the backhoe excavator robot during digging operations. In order to reach accurate position responses with minimum overshoot and minimum steady state error, Ant Colony Optimization (ACO) algorithm is used to tune the gains of the position and force parts for the force-position controllers to obtain the best position responses. The joints are actuated by the electro-hydraulic actuators. The force-position control incorporating two-Mamdani type-Proportional-Derivative-Interval Type-2 Fuzzy Logic Controllers for position control and 3-Proportional-Derivative Controllers for force control. The nonlinearity and uncertainty in the model that inherit in the electro hydraulic actuator system are also studied. The nonlinearity includes oil leakage and frictions in the joints. The friction model is represented as a Modified LuGre friction model in actuators. The excavator robot joints are subjected to Coulomb, viscous and stribeck friction. The uncertainty is represented by the variation of bulk modulus. It can be shown from the results that the ACO obtain the best gains of the controllers which enhances the position responses within the range of (19, 23 %) compared with the controllers tuned manually.

الخلاصةیقدم ھذا البحث تصمیم المسیطر المضبب من نوع - 2 للسیطرة على موضع دلو الحفارة الروبوتیة خلال عملیات الحفر. للحصولعلى نتائج دقیقة في الموضع مع اقل نسبة خطأ. یتم استخدام خوارزمیة مستعمرة النمل بغیة التوصل إلى استجابات زمنیة موقع دقیق مع اقلنسبة خطأ وضبط معاملات وحدات التحكم (قوة-موقع) للحصول على استجابات زمنیة أفضل موقع. اذ یتم تحریك المفاصل بواسطة المنظومةعدد 2- متناسب – مشتق لمراقبة الموقع (Mamdani)- الكھربائیة الھیدرولیكیة. یتكون المسیطر (قوة-موقع) من مسیطر ضبابي نوع - 2وعدد 3- متناسب – مشتق للتحكم بالقوة. تم دراسة اللاخطیة وعدم الیقین في نموذج المنظومة الكھربائیة الھیدرولیكیة اللاخطیة لتشملفي الأسطوانات. وتتعرض المفاصل الى الاحتكاك من نوع (LuGre) تسرب الزیت والاحتكاكات في المفاصل. یتمثل نموذج الاحتكاك بنوع (stribeck-viscous -Coulomb).أظھرت النتائج أن استخدام تقنیة مستعمرة النمل تعطي أفضل معاملات ربح المسیطر وبالتالي .حصول تحسینات لوحدات التحكم في الموقع بالمقارنة مع وحدات تحكم ضبطھا یدویا داخل النطاق بنسبة (19-23)%

Listing 11 - 14 of 14 << page
of 2
>>
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (14)


Language

English (11)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2019 (1)

2018 (5)

2017 (1)

2016 (1)

2015 (1)

More...