19811

۱۹۸۱۱

بررسي رفتار ديناميك غيرخطي منيپولاتورهاي الاستيك

كارشناسي ارشد

ارتعاشات و كنترل

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۷/۳۰

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

مكانيك

در اين پايان‌نامه ديناميك غيرخطي زنجيره‌هاي رباتيكي با لينك انعطاف‌پذير، با تمركز بر آشوب مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در صورت وقوع آشوب، رفتار ديناميكي سيستم غيرقابل‌پيش‌بيني شده و به‌تبع آن بي‌نظمي‌هايي در حركت سيستم ايجاد مي‌گردد. اهميت اين پديده در بررسي سيستم‌هاي مشابه ازجمله زنجيره‌هاي رباتيكي صلب و تك ‌لينكي انعطاف‌پذير برجسته گرديده‌است. افزايش تعداد لينك‌ها و تغيير پارامتر دوشاخگي از پارامترهاي مكانيكي سيستم به ورودي‌هاي نيرو و گشتاوري اين تحقيق را از تحقيقات قبلي متمايز مي‌نمايد. براي اين منظور از معادلات حركت ربات N لينكي در دو حالت مفاصل دوراني و دوراني-كشويي كه با استفاده از فرمولاسيون گيبس-اپل بازگشتي استخراج شده است، استفاده مي‌گردد. در ادامه معادلات براي يك زنجيره رباتيكي دو‌ لينكي انعطاف‌پذير در حالت مفاصل دوراني و يك زنجيره رباتيكي تك لينكي انعطاف‌پذير در حالت مفاصل دوراني-كشويي، بازنويسي شده و رفتار آن‌ها با انتگرال‌گيري عددي از معادلات گسسته‌شده حركت تحليل مي‌شود. نتايج در فرم نمودارهاي دوشاخگي، تاريخچه‌هاي زماني، صفحات فاز، مقاطع پوانكاره و تبديل فوريه سريع ارائه مي‌گردند. نتايج براي زنجيره با مفاصل دوراني نشان مي‌دهد كه در حالتي كه خروج از مركزي وجود ندارد، كاهش ضرايب ميرايي منجر به آشوبناك شدن مختصات‌ مودال تعميم‌يافته لينك دوم مي‌گردد. همچنين، با كاهش فركانس تحريك از 2π به π، يك دامنه گشتاوري بحراني در 0.35 به وجود مي‌آيد كه در بازه قبل از آن رفتار مختصات‌هاي صلب و مودال تعميم‌يافته با يكديگر متفاوت و در بازه بعد از آن نزديك به هم است. البته نتايج بدست آمده با فرض تير تيموشنكو از دقت بيشتري نسبت به فرض تير اويلر-برنولي برخوردار است. همچنين بررسي بزرگترين نماي لياپانوف نشان مي‌دهد كه پيش‌بيني‌پذيري مختصات مودال تعميم‌يافته لينك اول نسبت به لينك دوم بيشتر است. براي زنجيره با مفاصل دوراني-كشويي نتايج حاكي از آن است كه رفتار مختصات مودال تعميم يافته در تمامي سناريوها متفاوت از رفتار مختصات‌هاي صلب تعميم‌يافته مي‌باشد. همچنين، با افزايش ضرايب ميرايي، مقدار و تعداد دامنه‌هايي كه در آن‌ها، مختصات مودال تعميم‌يافته پاسخي شبه پريوديك/آشوبناك ولو با شيب نسبت به زمان دارد، كاهش مي يابد. در نهايت افزايش فركانس تحريك از π به 2π، مقدار و تعداد دامنه‌هايي را كه در آن‌ها، مختصات مودال تعميم‌يافته داراي پاسخ شبه پريوديك/آشوبناك شيب‌دار و شبه پريوديك مي‌باشد، كاهش مي‌دهد. بررسي بزرگترين نماي لياپانوف نيز مويد نتايج بدست آمده از نمودارهاي دوشاخگي مي‌باشد. در نهايت از تست هاي آزمايشگاهي به منظور صحت سنجي نتايج به دست آمده از شبيه سازي استفاده شده است.

1397/10/02

1/1/1900 12:00:00 AM