CONTRÔLEUR/OBSERVATEUR À MODE GLISSANT BASÉ SUR LA PASSIVITÉ POUR UN BRAS ROBOTIQUE LÉGER

Auteurs

  • ADEL BELHERAZEM Faculté de génie électrique, Université des sciences et technologies d'Oran BP1505 El M'Naouer 31000, Algérie. Author
  • MOHAMED DELLA KRACHAI Faculté de génie électrique, Université des sciences et technologies d'Oran BP1505 El M'Naouer 31000, Algérie. Author
  • ZAKARIA BELLAHCENE Faculté de génie électrique, Université des sciences et technologies d'Oran BP1505 El M'Naouer 31000, Algérie. Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2026.3.19

Mots-clés :

Bras robotique léger, Commande passive, Observateur à modes glissants, Formalisme d'Euler-Lagrange, Approche par modes supposés

Résumé

Cet article présente un contrôleur-observateur à modes glissants basé sur la passivité pour un bras robotique léger à deux segments, prenant en compte la flexibilité structurelle et la masse de la charge utile. Le modèle dynamique du système est obtenu à l'aide du formalisme d'Euler-Lagrange et de la méthode des modes supposés. Le modèle mathématique résultant est fortement non linéaire, avec un couplage important entre la dynamique rigide et le comportement élastique du système. Afin d'obtenir un suivi de trajectoire précis avec une élimination efficace des déformations, un observateur d'état à modes glissants d'ordre complet est conçu pour estimer les variables d'état en présence d'incertitudes paramétriques et de perturbations externes. Cet observateur robuste est ensuite combiné à un contrôleur passif qui utilise les états estimés pour atteindre la trajectoire désirée, améliorant ainsi les performances et la robustesse du système. La stabilité du système global est démontrée à l'aide de la théorie de Lyapunov, en tenant compte de la propriété de passivité, selon laquelle l'énergie totale est dissipée ou stockée au sein du système. Le contrôleur/observateur proposé est évalué à l'aide de MATLAB/Simulink. Les résultats de simulation montrent un bon suivi de trajectoire avec une réjection efficace des perturbations externes.

Références

(1) A. Belherazem, R. Salim, A. Laidani, M. Chenafa, “Vibration control of a two-link flexible manipulator.” Automatic Control and Computer Sciences, 58, pp. 346–358 (2024).

(2) Q. Meng, X. Lai, Z. Yan, C.Y. Su, M. Wu, “Motion planning and adaptive neural tracking control of an uncertain two-link rigid–flexible manipulator with vibration amplitude constraint.” IEEE Trans. Neural Netw. Learn. Syst. (2022).

(3) B. Xu, P. Zhang, “Composite learning sliding mode control of flexible-link manipulator.” Complexity, article ID 9430259 (2017).

(4) M. Boussoffara, I. Bencheikh Ahmed, Z. Hajaiej, “Sliding mode controller design: Stability analysis and tracking control for flexible joint manipulator.” Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 66, 3, pp. 161–167 (2021).

(5) A. Belherazem, M. Chenafa, “Passivity-based adaptive control of a single-link flexible manipulator.” Automatic Control and Computer Sciences, 55, pp. 1–14 (2021).

(6) H.M. Yatim, I.Z. Darus, M.H. Ab. Talib, M.H. Abu Bakar, “Active vibration control of flexible manipulator using genetic algorithm with parameter exchanger.” IEEE 8th International Conference on Smart Instrumentation, Measurement and Applications (ICSIMA) (2022).

(7) H. Djerbi, I. Al-Darraji, G. Tsaramirsis, M. Khchaou, R. Abbassi, O. Alshammari, “Fuzzy Luenberger observer design for nonlinear flexible joint robot manipulator.” Electronics, 11, 10 (2022).

(8) D.H. Bui.Phuc, J.A. Scultz, “A semilinear parameter-varying observer method for fabric-reinforced soft robots.” Frontiers in Robotics and AI, 8 (2021).

(9) M. Khairudin, Z. Mohamed, A.R. Husain, M.A. Ahmad, “Dynamic modeling and characterization of a two-link flexible robot manipulator.” Journal of low frequency noise, vibration and active control, pp. 207–219 (2010).

(10) M.W. Spong, M. Vidyasagar, S. Hutchinson, “Robot modeling and control.” John Wiley & Sons (2006).

(11) T. Hatanaka, N. Chopra, M. Fujita, M. Spong, “Passivity-based control and estimation in networked robotics.” Communication and Control Engineering, Springer (2015).

(12) J.P. Barbot, T. Boukhobza, M. Djemai, “Sliding mode observer for triangular input form.” Proceedings of the 35th IEEE Conference on Decision and Control (1996).

(13) A. Belherazem, Commande non-linéaire robuste d'un bras manipulateur flexible, Thèse de doctorat, ENP Oran (2022).

(14) L. Li, F. Cao, J. Liu, “Vibration control of flexible manipulator with unknown control direction.” International Journal of Control, 94, 10 (2021).

(15) A. Belherazem, Z. Bellahcene, A. Laidani, “Passivity-based control of a two-link flexible manipulator.” The 1st International Conference on Advances in Electronics, Control and Computer Technologies ICAECT’23, Mascara, Algeria (2023).

(16) W. Nan, H. Qin, “A velocity self-learning algorithm for time-optimal trajectory planning along the fully specified path - Part I.” Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 70, 1, pp. 109–114 (2025).

(17) W. Nan, H. Qin, “A velocity self-learning algorithm for time-optimal trajectory planning along the fully specified path - Part II.” Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 70, 1, pp. 241–246 (2025).

Téléchargements

Publiée

2026-09-07

Numéro

Rubrique

Automatique et ordinateurs | Automation and Computer Sciences

Comment citer

CONTRÔLEUR/OBSERVATEUR À MODE GLISSANT BASÉ SUR LA PASSIVITÉ POUR UN BRAS ROBOTIQUE LÉGER. (2026). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 71(3), 451-456. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2026.3.19