12447

12447

كاربرد روش گيبس-اپل بازگشتي در استخراج معادلات حركت ربات همكار با قيود غيرهولونوميك

كارشناسي ارشد

مكانيك

آّبان 1392

آّبان 1392

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

چكيده استخراج معادلات ديناميكي ربات‌ها به منظور شبيه‌سازي ديناميكي و طراحي سيستم‌هاي كنترل از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد. از اين رو پژوهشگران بسياري در اين راستا روش‌هاي مختلفي را به‌كار گرفته و مطالعات گسترده‌اي در جهت افزايش دقت معادلات ديناميكي، كاهش حجم و زمان محاسبات صورت داده¬اند. اين درحاليست كه برخي از اين روش¬ها محدوديت¬هايي در تعداد مفاصل و بازوها نيز دارند. در اين پايان‌نامه يك روش سيستماتيك جديد براي استخراج معادلات حركت ربات دو بازويي متحرك كه متشكل از دو بازوي سري با مفاصل دوراني و يا دوراني-كشويي و همچنين يك پايه چرخ‌دار متحرك مي‌باشد، ارائه شده است. براي استخراج معادلات حاكم بر اين سيستم، از فرمولاسيون بازگشتي گيبس-اپل استفاده شده است. در تمامي محاسبات صورت گرفته تنها از ماتريس‌هاي 3×3 و يا بردارهاي 1×3 استفاده شده است. همچنين تمام عبارات ديناميكي هر بازو در سيستم مختصات مرجع محلي همان بازو بيان گرديده است. در ادامه بر اساس فرضيات موجود معادلات ديناميك مستقيم و معكوس به فرم بسته و بازگشت¬پذير ارائه گرديده است و براساس فرمولاسيون استخراجي، الگوريتمي ارائه گرديده است كه به طور بازگشتي و سيستماتيك به استخراج معادلات حركت ربات مذكور مي‌پردازد. همچنين در ادامه پيچيدگي محاسباتي فرمولاسيون بدست آمده براي مفاصل دوراني، مورد بررسي قرار گرفته است. بدين معنا كه در الگوريتم پيشنهادي تعداد عمليات ضرب و جمع كه براي استخراج معادلات مورد نياز است، محاسبه مي‌گردد. در پايان به منظور نشان دادن توانايي اين الگوريتم در استخراج و حل سيستم‌هاي رباتيكي با درجات آزادي بالا، يك ربات متحرك همكار كه در هر بازو داراي سه لينك و مفاصل دوراني مي‌باشد، شبيه‌سازي مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي: فرمولاسيون گيبس-اپل، ربات همكار، روابط بازگشتي، قيود غيرهولونوميك