30509

طراحي كنترل‌كننده تطبيقي در سيستم‌هاي دور عمليات مشاركتي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- كنترل

1400

1402/11/15

سهيل گنجه فر

مهندسي برق

امروزه، با توجه به پيشرفت‌هاي علمي و فناوري‌، جنبه‌هاي مختلفي از زندگي ما دچار تغييرات چشمگيري شده‌اند. اين تحولات براي سيستم‌هاي دور عمليات نيز قابل‌مشاهده است. در دهه‌هاي اخير برخي از صنايع و پژوهشگران به منظور انجام كارهاي پيچيده‌تر و جابه‌جايي اجسام سنگين، با توسعه اين سيستم‌ها و استفاده از چندين ربات از سيستم‌هاي دور عمليات مشاركتي بهره مي‌برند. در اين پايان‌نامه براي كنترل نمونه‌اي از اين سيستم‌ها كه داراي يك ربات فرمانده و سه ربات فرمانبر كه داراي دو درجه آزادي هستند (تك-فرمانده و سه-فرمانبر) از كنترل‌كننده تطبيقي همگام‌ساز استفاده شده است. در اين سيستم اپراتور به ربات فرمانده گشتاور وارد مي‌كند و موجب حركت ربات‌هاي فرمانبر مي‌شود. در اين پايان‌نامه پايدارسازي محلي سيستم در دو حالت حركت آزاد و با فرض مدل فنر ميرا براي گشتاور‌هاي ناشي از اپراتور و محيط ربات‌هاي فرمانبر، با استفاده از تحليل لياپانوف انجام مي‌شود. براي كنترل سيستم‌هاي دور عمليات مشاركتي، ساختاري بين ربات‌هاي فرمانده و فرمانبر انتخاب شده كه اطلاعات توسط ربات فرمانده به ربات فرمانبر اول فرستاده مي‌شوند و سپس اين داده‌ها بين ربات‌هاي فرمانبر دوم و سوم مبادله مي‌شوند. در طراحي اين كنترل‌كننده با در نظر گرفتن تأخير متغير با زمان و گشتاورهاي محيط، ابتدا سيگنال همگام‌ساز مورد استفاده در كنترل‌كننده تطبيقي اصلاح شده و سپس با توسعه اين كنترل‌كننده در سيستم دور عمليات مشاركتي، هر سه ربات فرمانبر قادر به رديابي ربات فرمانده مي‌شوند. در نهايت، روش تطبيقي همگام‌ساز در محيط شبيه‌سازي براي كنترل سيستم دور عمليات مشاركتي پياده‌سازي شده است.

1402/12/07

Adaptive Controller Design in Cooperative Teleoperation Systems

2/3/2025 12:00:00 AM

In the contemporary era, thanks to the wonderfully technological revolution, every single part of our lives has been altered significantly, the same can be said for teleoperation systems. Nowadays, some industries and scientists got used to utilizing cooperative teleoperation systems for handling complex tasks. This thesis aims to control a single-master and three-slave teleoperation system using an adaptive synchronization controller. The master robot commands and coordinates three slave robots, establishing a synchronized system for efficient task execution and complex operations. To control a cooperative teleoperation system, we consider the communication topology of a cooperative teleoperation system by one master and three slave manipulators, modeled as two-degree-of-freedom (2-DOF) systems. The locally Lyapunov stability of teleoperation systems was analyzed in two methods. First, free motion stability is discussed, where interaction torques are zero. Then we consider these interaction torques as a spring-damped model. Despite environment torques and time-varying delays, this method achieves acceptable tracking. Moreover, In analytical simulations, the adaptive synchronization method has been demonstrated to effectively control cooperative teleoperation systems.

سيستم‌هاي دورعمليات مشاركتي , كنترل‌كننده تطبيقي , همگام‌سازي , تأخير متغير با زمان

Cooperative Teleoperation Systems , Adaptive controller , synchronization , Time-Varying Delay

Alireza Khanzade

Dr. Soheil Ganjefar