طراحي مسير بهينه و كنترل ربات در حالت نقطه به نقطه با استفاده از نظريۀ بازي‏ها

كارشناسي ارشد

چكيده در اين تحقيق، طراحي مسير بهينه در دو حالت نقطه به نقطه و حلقه باز و همچنين حالت نقطه به نقطه و حلقه بسته كه شامل اضافه شدن كنترل‏كننده مي‏باشد، مورد بررسي قرار گرفته است. در حالت اول به طراحي مسير بهينه و تعيين ظرفيت حمل بار منيپولاتور در حالت نقطه به نقطه و حلقه باز پرداخته مي‏شود. حالت دوم به بررسي مسير حركت و تعيين بار ماكزيمم قابل حمل منيپولاتورها در حالت حلقه بسته براي حالت نقطه به نقطه اختصاص مي‏يابد. ظرفيت حمل بار منيپولاتور براي حالت نقطه به نقطه و حلقه باز براي منيپولاتور دو عضوي با پايۀ ثابت و متحرك همراه با در نظر گرفتن قيود غير هولونوميك پايه (مختص ربات دو عضوي با پايۀ متحرك)، قيد حداكثر گشتاور موتور، قيد پايداري حركت و ... انجام مي‏پذيرد. به منظور تعيين ظرفيت حمل بار منيپولاتور و طراحي مسير بهينه در حالت نقطه به نقطه و حلقه باز از روش مستقيم استفاده شده است. مسئلۀ طراحي مسير بهينه به روش مستقيم شامل ارائۀ مدل به نحوي مي‏باشد كه تمامي قيود ديناميكي و سينماتيكي توسط مسير پيشنهاد شده ارضا شوند و تابع هدف نيز براي آن مينيموم يا ماكزيمم گردد. در اين تحقيق براي طراحي مسير بهينه از روش بهينه‏سازي ميرايي ارتعاشات استفاده شده است. جهت طراحي كنترل‏كننده در حالت حلقه بسته از روش نظريۀ بازي‏ها كه حالت تعميم‏يافته‏اي از كنترل بهينۀ غيرخطي است، استفاده شده است. در اين روش علاوه بر در نظر گرفتن ديناميك منيپولاتور، ديناميك سيستم راه‏انداز نيز مورد توجه قرار مي‏گيرد. همچنين قادر به بررسي اثر اغتشاشات معرفي شده از طرف سيستم راه‏انداز مي‏باشد. در روش پيشنهادي، ولتاژ موتورهاي محرك و اغتشاشات سيستم بعنوان بازيكنان در نظر گرفته شده‏اند. استراتژي بهينۀ بازيكنان با توجه به استراتژي تعادل نش محاسبه مي‏گردد و با استفاده از الگوريتم تكراري كه بر پايۀ حل معادلات ريكاتي بنا نهاده شده است، مقدار بهينۀ ورودي‏هاي كنترلي تعيين مي‏گردد. مسئلۀ طراحي كنترل‏كننده در قالب يك مسئلۀ بازي ديفرانسيلي با جمع صفر مطرح مي‏گردد. در بازي‏هاي مرسوم به بازي با حاصل جمع صفر، منافع بازيكن‏ها بطور كامل با يكديگر تعارض پيدا مي‏كنند، به گونه‏اي كه بهره‏اي كه يك بازيكن كسب مي‏كند همواره معادل ضرر بازيكن ديگر است. واژه‏هاي كليدي: طراحي مسير، بهينه‏سازي ميرايي ارتعاشات، ظرفيت حمل بار، كنترل ربات، نظريۀ بازي‏ها، بازي با جمع صفر

188748

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

پروفسور محرم حبيب‏نژاد كورايم