20132

۲۰۱۳۲

مدلسازي، شبيه سازي ديناميكي و بررسي پايداري حركتي ربات همكار انعطاف پذير

كاذشناسي ارشد

ارتعاشات و كنترل

۱۳۹۴-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۸/۲۳

دكتر ‌‌‌محرم ‌‌‌حبيب‌نژاد ‌‌‌كورايم

مكانيك

ربات هاي همكار پايه متحرك در زمينه هاي مختلف داراي كاربردهاي متنوعي از قبيل حمل بار و مونتاژ قطعات مي باشند. در اين پايان نامه ابتدا با استفاده از روش گيبس – اپل بازگشتي، مدل‌سازي ديناميكي ربات همكار دو بازويي با مفاصل دوراني كه هر بازو داراي n لينك صلب مي باشد، با فرض در نظرگيري جرم موتورها، جسم در پنجه انجام گرديده است. همچنين در ادامه مدل ديناميكي ربات همكار با بازوهاي الاستيك توسط اين روش به دست مي آيد كه لينك هاي الاستيك با فرض تير يكسر گيردار – يكسر آزاد توسط تئوري تير اويلر–برنولي و به كمك روش مودهاي فرضي مدل شده اند. روش بازخورد خطي ساز، روش مهمي در حوزه كنترل نمودن سيستم هاي غير خطي مي باشد. با استفاده از اين روش معادلات ديناميكي پيچيده غيرخطي ربات همكار خطي سازي شده و سپس به كمك روش هاي كنترلي از قبيل تنظيم‌كننده خطي مرتبه دوم و تناسبي- مشتق گير، كنترل اين ربات بر روي مسير مشخص صورت گرفته است. در ادامه براي ربات همكار با بازوهاي صلب، ظرفيت حمل بار ديناميكي براي مسير مشخص به‌دست‌آمده و در بخش ربات همكار سيار با لينك هاي انعطاف پذير به دليل نامساوي بودن تعداد خروجي ها و ورودي هاي سيستم، پايداري ديناميك داخلي بررسي گرديد و سپس با خطي سازي معادلات ديناميكي، از طريق روش تناسبي- مشتق گير كنترل ربات صورت گرفت. يكي از مسائل مهم درحركت ربات هاي چرخ‌دار، عدم واژگوني آن ها در انجام مأموريت است، كه به كمك دو روش نقطه گشتاور صفر و پايداري گشتاور – ارتفاع بررسي پايداري ديناميكي ربات همكار در حين حركت انجام گرديد. در اين دو روش ذكرشده فقط پايدار يا ناپايدار شدن ربات مورد بررسي قرار مي گيرد ولي درباره اينكه در صورت ناپايداري ربات، احتمال واژگوني وجود دارد يا خير، صحبتي نمي كنند كه به‌منظور توسعه روش پايداري گشتاور - ارتفاع، با محاسبه زاويه حد واژگوني و واقعي چرخش ربات حول اضلاع ناحيه پايداري و مقايسه اين دو با يكديگر در حوزه احتمال واژگوني ربات در زمان ناپايداري صحبت شده است.

1397/11/24

Modelling, Simulation and Studying Dynamics Stability of Flexible Dual-Arm Robot

2/13/2019 12:00:00 AM

Dual arm mobile robots in various fields have diverse applications such as carrying and assembling parts. In this thesis, by using the Gibbs-Appell recursive method first, the dynamic modeling of a the Dual arm robot with n rigid links in each arms, with the assumption of considering the mass of motors, the body in endeffector and the revolute joints is derived. Also the dynamic model of the dual arm mobile robot with elastic arms and clamped-free boundry condition is obtained by this method. Elastic links are modeled using assumed modes method and with the Euler-Bernoulli beam theory assumption. Feedback linearization is an important method in controlling nonlinear systems. Using this method, the complex nonlinear dynamics equations of dual arm robot were linearized and then, using control methods such as LQR and PD, the control of this robot was accomplished on a specific path. Afterwards, for a dual arm with rigid arms, the dynamic load carrying capacity for a given path was obtained. For mobilr flexible dual arm, stability of internal dynamics due to the unequal number of outputs and inputs of the system is investigated. Then by linearization of dynamics equations, the PD control method is used for contro1 robot. One the important issues in wheeled robots is their capability in avoiding tipover. Using ZMP and MHS methods, dual arm mobile robot dynamic analysis was fulfilled. The only factor that has been considered in these methods is the robot stability and it doesn't give you any information about the possibility of tip-over when the robot is unstable. In order to develop the MHS method, by comparing the tip-over angle limit and exciting angle, the possibility of tip-over in the instability situation is discussed.