15871

15871

مدلسازي ديناميكي و كنترل ربات كابلي پايه متحرك با در نظر گرفتن افتادگي در كابل

كارشناسي ارشد

ديناميك كنترل ارتعاشات

دي‌ماه 1394

دي‌ماه 1394

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

مكانيك

چكيده در اين پايان‌نامه، عمده فعاليت صورت گرفته براي يك ربات كابلي پايه متحرك مي‌باشد كه معادلات مربوط به وزن و افتادگي كابل به معادلات ديناميكي آن افزوده‌¬¬شده است. سپس با استفاده از يك روش كنترلي براي سيستم‌هاي ديناميكي غيرخطي، (بازخورد خطي سازي شده )، ربات كابلي موردنظر، تحت كنترل درآمده است. بدين منظور ابتدا روابط ديناميكي براي استفاده در فرآيند كنترل ربات، براي حالتي كه كابل داراي افتادگي و انعطاف‌پذيري مي‌باشد، استخراج‌شده است. اين كار در مورد ربات كابلي پايه ثابت، با ادغام مدل ديناميكي عملگر نهايي و معادلات مربوط به وزن و انعطاف‌پذيري كابل‌ها صورت گرفته است. همچنين در مورد ربات كابلي پايه متحرك، معادلات ربات پايه ثابت به معادلات هولونوميك و غيرهولونوميك مربوط به شاسي و چرخ‌ ربات اضافه گرديده است. در اين روابط، انعطاف‌پذيري و افتادگي كابل نيز در نظر گرفته‌شده است. براي قسمت كنترل ربات پايه ثابت و متحرك، پس از استخراج معادلات ديناميكي و تعيين فضاي حالت، معادلات توسط الگوريتم كنترلي موردنظر، خطي مي¬شود. سپس با انتخاب قانون كنترلي مناسب، كنترل مي‌گردند. روش كنترلي مورداستفاده در اين پايان‌نامه روش بازخورد خطي سازي شده مي‌باشد. به علت اينكه روابط ديناميكي ربات‌هاي كابلي منتج به معادلات غيرخطي مي‌گردد، استفاده از اين روش در خطي سازي سيستم كنترل‌شده مفيد مي‌باشد. در ادامه نيز براي شبيه‌سازي سيستم كنترلي، مسيرهاي متفاوتي براي حركت عملگر نهايي اعمال گرديده كه با توجه به اين مسيرها، تأثير افتادگي و انعطاف‌پذيري كابل‌ها بر روي طول، نيروي كشش و ولتاژ موتورها بررسي‌شده است. سپس براي صحت سنجي فعاليت‌هاي صورت گرفته در اين پايان‌نامه، نتايج به‌دست‌آمده با نتايج آزمايشگاهي انجام‌شده در حوزه‌ي ربات كابلي مقايسه گرديده است. در¬ نهايت با استفاده از آناليز حساسيت، تأثير ورودي‌هاي سيستم (ازجمله فضاي كاري عملگرنهايي و پارامترهاي اصلي سيستم) بر خروجي‌هاي سيستم (خطاي موقعيت و فركانس عملگرنهايي) مطالعه و موردبحث قرار گرفته‌شده است. لازم به ذكر است كه افتادگي و انعطاف‌پذيري كابل‌ها در معادلات سيستم لحاظ و شبيه‌سازي صورت گرفته است. واژه‌هاي كليدي: ربات كابلي، انعطاف‌پذيري و افتادگي كابل، مدل ديناميكي ربات كابلي، روش كنترلي بازخورد خطي سازي شده، آناليز حساسيت.