• شماره ركورد
    26715
  • پديد آورنده

    علي پارسايي كيا

  • عنوان
    طراحي كنترل‌كننده هوشمند-يادگيرنده به ‌منظور جابجايي اجسام با هندسه متفاوت براي بازوهاي مكانيكي همكار
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك- ديناميك ـ كنترل و ارتعاشات
  • سال تحصيل
    1398
  • تاريخ دفاع
    1400/12/18
  • استاد راهنما
    دكتر محرم حبيب نژاد كورايم
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    بازوهاي مكانيكي همكار به عنوان يكي از پراستفاده‌ترين ربات‌ها در صنعت و علم پزشكي شناخته شده كه به عنوان مهمترين كاربردهاي آن مي‌توان به ربات‌هاي انسان‌نما، بازوهاي جراح و بازوهاي مورد استفاده در صنعت خودروسازي اشاره كرد. با توجه به پيشرفت روزافزون صنعت و نياز به دقت بالاتر براي رسيدن به هدف طراحي، اين نوع ربات‌ها بيش از پيش علاقه محققان را به خود جلب كرده‌اند. به همين دليل در اين پايان نامه به حل چالش‌هاي موجود در اين نوع سيستم‌ها براي بهبود عملكرد آنها و استفاده بيش از پيش از آن پرداخته شده است. از جمله مهم‌ترين اين چالش‌ها در بازوهاي مكانيكي همكار مي‌توان به توزيع بهينه بار خارجي بين بازوها، عدم‌قطعيت‌هاي موجود در سيستم مدل شده و طراحي الگوريتم كنترلي اشاره كرد. توزيع بهينه بار خارجي بر عواملي چون ميزان توان مصرفي مفاصل، ميزان بيشينه بار قابل حمل هر بازو و همچنين ميزان خطاي پنجه تأثير بسزايي دارد. بنابراين به منظور توزيع بهينه بار خارجي، روشي جديد به نام روش توزيع بهينه بار مبتني بر حد اشباع عملگرهاي محرك (موتور) هر يك از مفاصل (SPLLDA) معرفي و پيشنهاد ‌شده است. اين روش با توجه به ظرفيت قابل‌تحمل هر يك از عملگرهاي محرك مفاصل با توجه به حد اشباع آنها، بار خارجي را در هر لحظه به‌صورت بهينه بين بازوهاي همكار تقسيم مي‌كند تا بتوان هدف طراحي را به صورت بهينه دنبال كرد. در ادامه سه شاخص عملكردي جهت ارزيابي توزيع بهينه بار خارجي معرفي ‌شده است كه به صورت شاخص گشتاور، توان مصرفي و خطا تعريف شده‌اند. اين شاخص‌هاي كنترلي، عملكرد روش پيشنهادي را حدود دو برابر بهتر از روش‌هاي توزيع بار پيشين نشان داده است. براي رديابي مسير و تنظيم متغيرهاي حالت از كنترلر مود لغزشي كه عملكردي مقاوم در برابر عدم‌قطعيت‌ها دارد، استفاده شده است. اما براي جبران هرچه بيشتر عدم‌قطعيت‌ها و اغتشاشات سيستم، يك جبران‌ساز شبكه عصبي طراحي‌شده است تا وزن‌هاي كنترلي بهينه در اين كنترلر توسط اين شبكه آموزش داده شده تعيين گردد. روش كار بدين صورت است كه وزن‌هاي كنترلي بهينه لحظه‌اي با توجه به مقدار خطا و توان مصرفي مفاصل در هر لحظه توسط شبكه عصبي آموزش داده شده استخراج مي‌شود. در نهايت براي صحت‌سنجي روش پيشنهادي به شبيه‌سازي و آزمايشات عملي بر روي بازوهاي همكار سه درجه آزادي پرداخته شده است كه نتايج بهبود عملكرد كنترلر مود لغزشي هوشمند نسبت به حالت معمول را نشان ميدهد. بدين صورت كه كنترلر مود لغزشي هوشمند در شاخص عملكرد كنترلي 7/2 برابر و در شاخص خطا 2/1 برابر در مقايسه با روش معمول كنترلر مود لغزشي بوده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/04/11
  • عنوان به انگليسي
    Intelligent-learning controller desiegning to move objects with different geometry for cooperative manipulators
  • تاريخ بهره برداري
    3/9/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي پارسايي كيا

  • چكيده به لاتين
    Collaborating mechanical arms are recognized as one of the most widely used robots in the industry and medical science, the most important applications of which are humanoid robots, surgeon arms and arms used in the automotive industry. Due to the Industrial development and the need for higher accuracy to achieve the design goal, these types of robots have attracted more and more researchers. For this reason, this dissertation addresses the challenges of these types of systems to improve their performance and use more than before. Among the most important challenges in partner mechanical arms are the optimal external load distribution between the arms, the uncertainties in the modeled system, and the design of a control algorithm to better control these types of arms. The optimal distribution of external load has a significant effect on factors such as the amount of power consumption of the joints, the maximum load that can be carried by each arm and also the amount of toe error. Therefore, in order to optimally distribute the external load, a new method called the optimal load distribution method based on the saturation limit of the actuators (motor) of each joint (SPLLDA) has been introduced and proposed. This method, according to the tolerable capacity of each joint actuator, according to their saturation limit, optimally distributes the external load between the cooperating arms at any time so that the design goal can be optimally pursued. The following are three performance indicators to eva‎luate the optimal external load distribution, which are about twice the indicators of the previous load distribution methods for the proposed method. A sliding mode controller with a function that is resistant to uncertainties is used to track the path and adjust the state variables. But to compensate for the greater uncertainties and disturbances of the system, a neural network compensator is designed to determine the optimal control weights in this controller by this trained network. The method is that the optimal instantaneous control weights according to the amount of error and power consumption of the joints at any time are extracted by a trained neural network. Finally, to validate the proposed method, simulations and practical experiments are performed on the cooperating arms of three degrees of freedom, which show the results of improving the performance of the intelligent sliding mode controller compared to the usual mode. Thus, the intelligent sliding mode controller was 2.7 times in the control performance index and 1.2 times in the error index in comparison with the usual method of the sliding mode controller.
  • كليدواژه هاي فارسي
    بازوهاي مكانيكي همكار , كنترل‌كننده مود لغزشي (SMC) , توزيع بهينه بار مبتني بر حد اشباع موتورها (SPLLDA) , جبران‌ساز شبكه عصبي , كنترل‌كننده هوشمند مقاوم
  • كليدواژه هاي لاتين
    Cooperative Manipulators , NN-SMC Controller , Neural Network Compensator , ISPLLDA
  • Author
    ali parsaie kia
  • SuperVisor
    moharam habibnejad kurayem