10355

10355

كنترل سينماتيكي ربات بازوي سري افزونه 7 درجه آزادي با رويكرد عصبي-فازي به همراه برنامه اجتناب از تكينگي و مانع

كارشناسي ارشد

برق - كنترل

فروردين 1391

فروردين 1391

دكتر محمد فرخي

در اين پايان¬نامه، مسئله سينماتيك وارون ربات¬هاي بازوي سري افزونه مورد تحليل و بررسي قرار مي¬گيرد. سينماتيك وارون كه ارتباط¬دهنده موقعيت و جهت مجري نهايي با موقعيت مفاصل مي‌باشد، در بسياري از ربات¬هاي بازو به¬صورت تحليلي وجود ندارد. لذا، در اين پايان¬نامه رويكردي عددي با ايجاد بستري مناسب براي برآورده¬شدن قيود مسئله ارائه مي¬شود. بر¬اساس روش پيشنهادي، از شبكه¬هاي عصبي براي تعيين زاويه مفاصل استفاده شده و با تركيب اين شبكه‌ها به¬صورت موازي و استفاده از معادلات سينماتيك مستقيم ربات، بهينه¬سازي پارامتر¬ شبكه‌ها به¬صورت بي¬درنگ و در فضاي دكارتي صورت گرفته و موقعيت مفاصل جهت نزديك¬شدن مجري نهايي به موقعيت مطلوب و با حداقل خطاي ممكن تعيين مي¬شود. از طرفي، با توجه به چالش‌هاي مرتبط با سينماتيك وارون مانند محدوديت‌هاي فيزيكي مفاصل و وجود موانع در فضاي كاري، از روش برنامه¬ريزي مرتبه دو جهت برآورده¬نمودن قيود مسئله و با تطبيق مناسب وزن‌هاي شبكه عصبي استفاده مي¬شود. مسئله اجتناب از مانع با در¬نظر¬گرفتن شرايطي چون حداقل فاصله بازوها تا مركز موانع، تشخيص بحراني‌ترين بازو و بررسي حوزه حركت بازوها بررسي و اجرا مي¬گردد. همچنين، با توجه به حساسيت رويكرد¬هاي عددي به شرايط اوليه، از سيستم فازي جهت تعيين وزن‌هاي اوليه مناسب شبكه‌هاي عصبي استفاده مي¬شود. تحليل همگرايي مناسب با ايجاد شرايط مناسب جهت برآورده¬شدن قيود و حداقل¬شدن خطاي دكارتي مجري نهايي بر¬اساس تابع لياپانوف ارائه مي¬شود. همچنين، به¬منظور بررسي كيفيت رويكرد پيشنهادي، عملكرد آن در مواجهه با چند مانع در فضاي كاري، موانع برروي مسير مطلوب، موانع متحرك و نقاط تكين بررسي مي¬گردد. از طرفي، روش مذكور در شرايطي كه جواب سينماتيك وارون وجود ندارد، اعمال شده و عملكرد آن با روش‌هايي چون شبه¬وارون ژاكوبي نيز مقايسه مي¬شود. مسير طراحي¬شده در فضاي مفاصل، به¬عنوان ورودي مطلوب در برنامه كنترل گشتاور ربات بازوي هفت درجه آزادي افزونه اعمال شده و عملكرد آن در رديابي مسير مطلوب دكارتي همراه با برنامه اجتناب از مانع و امكان¬پذيري جواب مورد¬ارزيابي قرار مي¬گيرد. واژه‌هاي كليدي: سينماتيك وارون، ربات افزونه، اجتناب از مانع، روش برنامه¬ريزي مرتبه دو.