12663

12663

كنترل موقعيت-نيروي ربات هاي بازوي همكار افزونه در جابه¬جايي اجسام صلب به روش فازي-لغزشي

كارشناسي ارشد

برق- كنترل

بهمن 1392

بهمن 1392

دكتر فرخي

چكيده كنترل ربات¬هاي بازوي همكار، همواره از مسايل چالش برانگيز در رباتيك بوده است. به¬جهت اين¬كه بتوان اجسام سنگين و حساس را با استفاده از ربات¬ها جابه¬جا نمود، از چندين بازو به جاي يك بازو استفاده مي¬شود؛ همچون انسان كه براي برداشتن اجسام بزرگ از دو دست خود استفاده مي¬كند. همكاري بازوهاي ربات، باعث محدوديت فضاي كاري كل سيستم مي¬شود، كه از افزوده شدن قيود سينماتيكي هر يك از بازوها ناشي مي¬شود. حال اينكه استفاده از ربات¬هاي افزونه، كه باعث افزايش انعطاف¬پذيري در حركت و كنترل مي¬شود، مي¬تواند راه¬حلي براي گستردن فضاي كاري باشد. درجابه¬جايي اجسام با بازوهاي همكار، علاوه بر كنترل موقعيت، كنترل نيروهاي ميان جسم و بازوها حايز اهميت است، چرا كه ساختار جسم ممكن است حساس يا شكننده باشد. بنابراين، در اين پايان نامه با هدف جابه¬جايي اجسام صلب همگن، توسط دو بازوي همكار افزونه در مسيري معين¬شده و با اعمال نيرويي مشخص به كنترل موقعيت و نيرو پرداخته شده است. با توجه به افزونگي بازوهاي ربات، امكان كنترل آن در فضاي دكارتي وجود نداشته و مي¬بايست مساله سينماتيك وارون (جهت نگاشت به فضاي مفصلي) حل گردد. از سويي ديگر، به¬دليل افزونگي، حل بسته¬اي براي اين مساله وجود ندارد؛ به اين منظور از شبكه¬هاي عصبي مصنوعي استفاده شده است. پس از حل سينماتيك وارون، با توجه به ويژگي¬ بازوهاي همكار و اهداف موردنظر، جهت كنترل همزمان موقعيت-نيرو، روش كنترل مد لغزشي پيشنهاد شده است. بنا به اهميت مولفه¬هايي از قبيل سرعت همگرايي، محدوده خطاي لايه مرزي و كاهش وزوزكردنِ سيگنال¬هاي كنترل در مد لغزشي، استفاده از سيستم¬هاي فازي جهت تطبيق پارامترهاي روش كنترلي، متناسب با شرايط عملكردي بازوها پيشنهاد شده است. نتايج شبيه¬سازي روش¬ پيشنهادي كه برروي ربات فضايي چهار درجه آزادي اجراشده، نشان از عملكرد موفقيت¬آميز آن¬ها در مقايسه با روش¬هاي پيشنهاد¬شده در مجلات معتبر علمي دارد. همچنين، عملكرد روش پيشنهادي درحضور عدم قطعيت در پارامترهاي سيستم ربات، اغتشاش خارجي، تغيير در جرم جسم مورد نظر، و نويز اندازه¬گيري بررسي¬شده است. تحليل پايداري روش پيشنهادي نيز ارايه¬شده است. واژه¬هاي كليدي: ربات¬هاي همكار، افزونگي، سينماتيك وارون، كنترل فازي-لغزشي، شبكه¬هاي عصبي، كنترل موقعيت-نيرو