طراحي رويت گر و كنترل‌كننده SDRE و به‌كارگيري آن در بازوي مكانيكي با مفاصل انعطاف‌پذير

كارشناسي ارشد

چكيده يكي از مهم‌ترين عواملي كه موجب توسعه كاربرد ربات¬ها براي صنايع مختلف شده است در نظر گرفتن انعطاف‌پذيري در اعضاي ربات مانند عضوها و مفاصل و اجزاي محرك مي‌باشد. از طرفي اگر نتوان ميزان انعطاف¬پذيري بازوها را تحت كنترل در آورد، موجب محدوديت¬هايي در رفتار ربات مي¬گردد. در طراحي كنترل، بازخورد اطلاعات كامل اغلب ضروري است. در بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف¬پذير، اندازه¬گيري تغييرات زواياي بازوها ميسر است ولي اندازه‌گيري تغييرات عملگرها به‌سادگي قابل اندازه‌گيري نيست. از طرفي اندازه‌گيري متغيرهاي حالت همواره داراي نويز سيگنالي است و همچنين فضاي كاري بازوهاي مكانيكي مخلوطي از اغتشاشات هست. بنابراين وجود يك رويتگر و تخمين-گرغيرخطي مطلوب، جهت بهبود عملكرد سيستم ديناميكي موردنظر، امري ضرورياست.روشمعادلهريكاتيوابستهبهحالت يكيازبهترينروش‌هايكنترلبهينهغيرخطي است كه امكان تغيير در ماتريس¬هاي جريمه متغيرهاي حالت و ورودي را براي سيستم فراهم مي¬كند.سيستماتيك بودن اين روش، فرمول‌بنديو انجاممحاسباترا ساده كرده و كنترلطيفوسيعيازسيستم‌هايديناميك غيرخطي )به‌شرطپايدار پذيربودن( رادربرمي‌گيرد. دراكثر روش‌هايكنترلغيرخطيازتكنيك‌هايخطي سازيمدلاستفادهشده استامادراينروشفضاي حالتمستقيمبه‌صورت غيرخطي مورداستفادهقرار گرفته است. هدف اين پروژه، طراحي كنترل‌كننده و تخمين¬گر با روشمعادلهريكاتيوابستهبهحالت است كه باوجود اغتشاشات، نويز سيستم‌هاي اندازه‌گيريو محدوديت‌هايسيستم (عملگر و حس‌گرها) تا حد امكان، متغيرهاي خروجي سيستم به مقدار طراحي (مطلوب) نزديك باشد و رفتار سيستم به رفتار حقيقي ربات نزديك‌تر شود.در ابتدا معادلات ديناميكي بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف¬پذير بصورت عمومي استخراج گرديده و برخي از شبيه سازي¬ها و تحليل¬ها صورت گرفته است. در ادامه، فرآيند اين پژوهش براي ربات اسكات به‌طور تجربي پياده‌سازي و مقايسه گرديده است. اين روند با حالت تجربيربات شش محور نيز شبيه¬سازي و صحه¬گذاري شده است. واژه‌هاي كليدي: كنترل‌كننده، رويت¬گر و تخمين¬گر، معادله ريكاتي وابسته به حالت، بازوهاي مكانيكي با مفاصل انعطاف‌پذير،نويز، اغتشاش،Scout، 6R

187772

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

پروفسور محرم حبيب نژاد كورايم