15368

15368

طراحي رويت گر و كنترل‌كننده SDRE و به‌كارگيري آن در بازوي مكانيكي با مفاصل انعطاف‌پذير

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

پروفسور محرم حبيب نژاد كورايم

مكانيك

چكيده يكي از مهم‌ترين عواملي كه موجب توسعه كاربرد ربات¬ها براي صنايع مختلف شده است در نظر گرفتن انعطاف‌پذيري در اعضاي ربات مانند عضوها و مفاصل و اجزاي محرك مي‌باشد. از طرفي اگر نتوان ميزان انعطاف¬پذيري بازوها را تحت كنترل در آورد، موجب محدوديت¬هايي در رفتار ربات مي¬گردد. در طراحي كنترل، بازخورد اطلاعات كامل اغلب ضروري است. در بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف¬پذير، اندازه¬گيري تغييرات زواياي بازوها ميسر است ولي اندازه‌گيري تغييرات عملگرها به‌سادگي قابل اندازه‌گيري نيست. از طرفي اندازه‌گيري متغيرهاي حالت همواره داراي نويز سيگنالي است و همچنين فضاي كاري بازوهاي مكانيكي مخلوطي از اغتشاشات هست. بنابراين وجود يك رويتگر و تخمين-گرغيرخطي مطلوب، جهت بهبود عملكرد سيستم ديناميكي موردنظر، امري ضرورياست.روشمعادلهريكاتيوابستهبهحالت يكيازبهترينروش‌هايكنترلبهينهغيرخطي است كه امكان تغيير در ماتريس¬هاي جريمه متغيرهاي حالت و ورودي را براي سيستم فراهم مي¬كند.سيستماتيك بودن اين روش، فرمول‌بنديو انجاممحاسباترا ساده كرده و كنترلطيفوسيعيازسيستم‌هايديناميك غيرخطي )به‌شرطپايدار پذيربودن( رادربرمي‌گيرد. دراكثر روش‌هايكنترلغيرخطيازتكنيك‌هايخطي سازيمدلاستفادهشده استامادراينروشفضاي حالتمستقيمبه‌صورت غيرخطي مورداستفادهقرار گرفته است. هدف اين پروژه، طراحي كنترل‌كننده و تخمين¬گر با روشمعادلهريكاتيوابستهبهحالت است كه باوجود اغتشاشات، نويز سيستم‌هاي اندازه‌گيريو محدوديت‌هايسيستم (عملگر و حس‌گرها) تا حد امكان، متغيرهاي خروجي سيستم به مقدار طراحي (مطلوب) نزديك باشد و رفتار سيستم به رفتار حقيقي ربات نزديك‌تر شود.در ابتدا معادلات ديناميكي بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف¬پذير بصورت عمومي استخراج گرديده و برخي از شبيه سازي¬ها و تحليل¬ها صورت گرفته است. در ادامه، فرآيند اين پژوهش براي ربات اسكات به‌طور تجربي پياده‌سازي و مقايسه گرديده است. اين روند با حالت تجربيربات شش محور نيز شبيه¬سازي و صحه¬گذاري شده است. واژه‌هاي كليدي: كنترل‌كننده، رويت¬گر و تخمين¬گر، معادله ريكاتي وابسته به حالت، بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف‌پذير،نويز، اغتشاش،Scout، 6R