12391

12391

طراحي و پياده‌سازي كنترلر بهينه‌ساز مسير به كمك روش SDRE براي ربات كابلي ICaSbot

كارشناسي ارشد

مكانيك

آبان 1392

آبان 1392

پروفسور حبيب نژاد كورايم

چكيده در اين پايان‌نامه يك كنترل بهينه غيرخطي حلقه‌بسته با روش معادله ريكاتي وابسته به حالت (SDRE) طراحي شده و براي ربات شش كابلي دانشگاه علم و صنعت به كار گرفته شده است. روش SDRE يك روش موثر و سيستماتيك در طراحي كنترلر براي سيستمهاي غيرخطي ميباشد. روش تقريب با سريهاي تواني جهت استفاده روش در كنترل ربات شش كابلي بسط داده شده و براي حل معادله ريكاتي وابسته به حالت به كار گرفته شده است. تعقيب مسير مشخص به همراه مسير‌يابي بهينه نقطه به نقطه هر دو مورد بررسي قرار گرفته‌اند. علاوه بر اينها دو قيد رايج در مسير‌يابي بهينه يعني حضور موانع و مرزهاي متحرك نيز در نظر گرفته شده‌اند و تكنيكهايي براي مسير‌يابي بهينه در حضور آنها پيشنهاد شده است. روش اجتناب از موانع پيشنهادي بر پايه روش توابع پتانسيل مجازي بوده و از حساب تغييرات جهت يافتن نقاط بهينه از مرزها استفاده شده است. قابليت بالاي روش SDRE به ويژه امكان وابسته به حالت بودن ماتريس‌هاي ضرايب در آن، امكان ادغام آسان آن با اين تكنيك‌ها را فراهم ميآورد. از سوي ديگر براي كنترل بهينگي روش استفاده شده، ظرفيت حمل بار ديناميكي كه مهمترين ويژگي ربات‌هاي كابلي نيز ميباشد مورد محاسبه قرار گرفته است. براي نشان دادن كارايي روش به كار گرفته شده شبيه‌سازي آن روي ربات كابلي دانشگاه علم و صنعت در حالات مختلف انجام گرفته و نتايج ارايه گشته‌اند. در پايان اين روش بر روي ربات به صورت عملي پياده‌سازي شده، نتايج آزمايشگاهي ارايه گشته و با نتايج شبيه‌سازي مقايسه شده‌اند. كلمات كليدي: طراحي مسير بهينه، مرزهاي متحرك، اجتناب از موانع، ربات محرك كابلي، معادله ريكاتي وابسته به حالت، ظرفيت حمل بار ديناميكي