مدلسازي ديناميكي، توزيع بهينه بار و كنترل حلقه بسته ربات همكار انعطاف پذير با زنجيره سينماتيكي بسته

كارشناسي ارشد

بازوهاي همكار با زنجيره سينماتيكي بسته از اهميت ويژه‌اي برخوردارند كه علت آن انجام ماموريت‌هاي خاص مانند جابجايي اجسام بزرگ ويا سنگين و يا مونتاژ كردن قطعات برخوردار مي‌باشند. در اين پايان نامه با بهره‌گيري از روش گيبس-اپل بازگشتي، مدل ديناميكيr بازوي همكار باn_m لينك الاستيك و مفاصل دوراني بدست مي‌آيد. جسم مشترك در پنجه بازوها با استفاده از تماس كاملاً مقيد نگه داشته شدهشده‌ است و بازوها بصورت همزمان وظيفه جابجايي جسم را بر عهده دارند. لينك‌هاي الاستيك با فرض مود شيپ‌هاي تير اويلر برنولي و با استفاده از روش مودهاي فرضي مدل مي‌گردند. معادلات بدين صورت استخراج مي‌شوند كه در ابتدا معادلات ديناميكي هر يك از بازوها بصورت مجزا محاسبه شده و سپس با تعريف مكانيزم مقيد كننده و تركيب معادلات بدست آمده با معادله حركت جسم (حذف نيروي بين پنجه‌ها و جسم از معادلات)، معادلات نهايي سيستم در فضاي مفاصل بصورت مقيد بدست مي‌آيد. براي اين منظور الگوريتم استخراج معادلات ماتريس ژاكوبين بازو براي حالت الاستيك نيز مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در ادامه معادلات ديناميك مستقيم سيستم شبيه‌سازي و نتايج با حالت صلب و نتايج خروجي از نرم افزار انسيس وركبنچ مقايسه مي‌شوند. در حل ديناميك معكوس با توجه به افزونگي مفاصل، از بين جواب‌هاي ممكن براي مسئله، دو حالت محدود كننده در نظر گرفته شده است. در حالت اول جواب مسئله با توجه به نيروهاي اعمالي به جسم از طرف پنجه‌ها بدست مي‌آيد. بدين صورت كه نيروي اعمالي تنها صرف جابجايي جسم شده و از اعمال تنش‌هاي مكانيكي و نيروي داخلي در جسم بوسيله آن جلوگيري شود. در حالت دوم جواب مسئله به ازاي كمترين مصرف انرژي محاسبه مي‌شود. ميزان بار را مي‌توان بصورت دلخواه بين مفاصل (متناسب با ظرفيت موتورها) توزيع نمود. همچنين ظرفيت حمل بار ديناميكي ربات براي هركدام از اين روش‌ها تعيين و مقايسه مي‌گردد. در پايان بمنظور بهره‌برداري از مدل بدست آمده، الگوريتم كنترل سيستم صلب با بهره‌گيري از روش H∞ براي مسير مشخص مورد بررسي قرار مي‌گيرد و با نتايج خروجي از كنترلر PD مقايسه مي‌گردد

191849

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم