طراحي و پياده سازي سيستم هاي الكترونيكي، فيلتر، مشاهده گر حالت و نرم افزار براي ربات انعطاف پذير دوراني كشويي

كارشناسي ارشد

هدف كلي اين پايان¬نامه ساخت ربات انعطاف¬پذير جهت آزمايش و ارزيابي مدل¬هاي ديناميكي توسعه داده شده براي ربات¬هاي انعطاف¬پذير مي¬باشد. از اينرو، در اين ربات انعطاف¬پذير حركت مفصل¬هاي ربات و ارتعاشات لينك انعطاف¬پذير نصب شده بر روي آن با دقت بسيار بالايي ثبت مي¬شود. در طراحي ربات انعطاف¬پذير دوراني كشويي، از سروو موتورهاي جريان مستقيم استفاده مي¬شود. انتخاب اين موتورها با توجه به بار وارد آمده بر روي آنان و پيش¬بيني افزايش اين بار در آينده مي¬باشد. استفاده از اين موتور¬ها سبب مي¬گردد تا بتوانيم گشتاورهاي دقيق در مفاصل اعمال و خروجي¬هاي مربوطه را بررسي كنيم. براي سنجش ارتعاشات و تغيير فرم لينك انعطاف¬پذير نصب¬شده بر روي ربات از سنسورهاي استرين¬گيج استفاده مي¬شود و جهت بررسي دقيق داده¬هاي مربوط به سنسورهاي استرين¬گيج، يك مدار الكترونيكي طراحي مي¬گردد. اين مدار علاوه بر تقويت سيگنال¬هاي سنسورهاي استرين¬گيج، سبب جابه¬جايي اين سيگنال¬ها و فراهم آمدن امكان بررسي تغيير فرم در هر دو جهت مي¬شود. بعد از بدست¬آمدن اطلاعات مربوط به سنسورهاي استرين¬گيج و همچنين داده¬هاي مربوط به موقعيت با استفاده از سنسورهاي انكودر، اين اطلاعات دچار عيب¬هايي از جمله پرش داده¬ مي¬باشند. جهت رفع اين مشكل در سيگنال¬هاي استخراج شده از سنسورهاي استرين¬گيج، از فيلتر¬هاي پاسخ ضربه¬ي محدود و پاسخ ضربه¬ي نامحدود استفاده مي-شود. طبق نتايج بدست¬آمده، استفاده از اين فيلترها كمك شاياني به رفع نواقص موجود در سيگنال¬هاي آنالوگ مي¬كند. همچنين، استفاده¬ي مستقيم از داده¬هاي سنسور¬هاي انكودر جهت بررسي ميزان حركت سبب بروز مشكلاتي مي¬شود. از اينرو،¬ از مشاهده¬گر كالمن توسعه داده شده جهت اصلاح داده¬هاي مربوط به موقعيت ربات استفاده مي¬گردد. با استفاده از اين مشاهده¬گر نياز به مشتق¬گيري از داده¬ها از بين مي¬رود و پرش¬هاي ناشي از دقت ارسال داده از مدار به نرم¬افزار جبران مي¬شود. همچنين، مدا¬ر الكترونيكي ديگري جهت كنترل سيستم و ارتباط با كامپيوتر طراحي مي¬شود. پردازش داده در اين مدار بدون استفاده از هيچ گونه كتابخانه¬اي صورت مي¬پذيرد و اين مسئله سبب افزايش سرعت چندين برابري مدار مي¬شود. در انتها، كنترل¬كننده¬هاي تناسبي¬مشتقي، تناسبي¬مشتقي¬انتگرالي و فازي جهت كنترل سيستم طراحي مي-شوند و نتايج حاصله از آزمايش¬هاي ربات انعطاف¬پذير با مدل ديناميكي توسعه داده شده براي اين ربات مقايسه مي¬شود.

191574

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكاترونيك

دكتر محرم حبيب نژاد كواريم