22921

طراحي مسير بهينه بازوهاي ماهر هوايي فروعملگر داراي افزونگي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

1399/7/27

دكتر اسماعيل خان ميرزا

مكانيك

اين پايان‌نامه، به ارائه روشي نوين جهت طراحي مسير بهينه پرداخته است. بازوهاي ماهر هوايي در سال هاي اخير مورد توجه بسياري از محققان و صنعتگران واقع شده‌است. سيستم‌هاي فروعملگر دسته‌اي از سيستم‌هاي مكانيكي با ساختار پيچيده هستند كه درآن، تعداد ورودي‌هاي كنترلي از تعداد متغيرهاي لازم براي پيكربندي كم‌تر است. سيستم‌هاي داراي افزونگي به گروهي از سيستم‌ها گفته مي‌شود كه درجات آزادي سيستم بيشتر از درجات آزادي مورد نياز براي انجام وظيفه‌اي است. بازوهاي ماهر هوايي، سيستم‌هايي فروعملگر داراي افزونگي از پيچيدگي بخصوصي برخوردار مي‌باشند. كاربرد اين سيستم در اهداف ساخت و ساز يك سازه، برداشتن جسم و انتقال آن، شناسايي عيب در ساختار سازه و اثر گذاري بر محيط مي‌باشد. محدوديت در زمان استفاده از منبع انرژي، وجوب در دست داشتن مسيرهاي ممكن‌پذير به همراه نيروهاي عملگري مطلوب، امتياز استفاده از اختيار عمل در حركت از مواردي است كه بايد تحت عنوان طراحي مسير بهيه به آن پرداخته شود. از اين رو ارائه طراحي مسير بهينه بازوهاي ماهر هوايي يكي از چالش‌‌هاي موجود در اين حوزه مي‌باشد. در اين پايان‌نامه، راهبرد مناسبي با استفاده از روابط ديناميك، سينماتيك و كنترل بازوي ماهر هوايي جهت غلبه بر فروعملگر بودن اين سيستم و استفاده مناسب از افزونگي آن، ارائه گشته است. الگوريتم ازدحام ذرات طول متغير جهت دستيابي به مسير بهينه انرژي توسعه يافته است.

1399/10/17

Optimal Trajectory Planning of Aerial Manipulators, Under Actuated Mechanical Systems with Redundancy

10/18/2020 12:00:00 AM

In this work a novel trajectory planning method is presented. Aerial manipulators have become a popular subject for scientific and industry fields. These systems are under-actuated, which the numbers of their independent control inputs are less than their degrees of freedom. Redundancy in these systems shows that system’s degrees of freedom are more than what required for doing a specific task. Redundancy and Underactuation are aerial manipulator’s properties, which made us to consider them as a complex dynamical systems. These systems can be used to construction, objects transportation, structure fault detection and manipulating on environments. Finding optimal energy trajectory because of having limitations on using energy resources on these flying systems, reliability of feasible trajectories with desirable actuation and operation behavior and also having authority to use systems degree of freedom are the goals for aerial manipulators. So trajectory planning is one of the most challenging concept in aerial manipulators. A method for solving underactuation problem and using redundancy is addressed. Furthermore a novel multi-length PSO as heuristic algorithm is mentioned, in order to produce optimal trajectory.