كنترل حركت يك ماه نورد شش چرخ در گذر و عبور از موانع با در نظر گرفتن مكانيك خاك

كارشناسي ارشد

تمامي‌كاوشگرهاي ارسالي به كرات منظومه شمسي اعم از مسيرياب، آزمايشگاهي و تحقيقاتي ‌به‌منظور حركت در محيط‌ هاي ناهموار با سرعت‌هاي پايين طراحي شده‌اند. مهندسين ناسا تدابيري در راستاي ارتقاي مانع‌روي و مانورپذيري اين نوع از ربات‌ها‌‌‌ انديشيده‌‌اند كه عبارتند از: به كارگيري مكانيزم راكر-‌بوژي، چرخ‌هاي صلب، 6 چرخ محرك و 4 چرخ فرمان‌پذير. بنابراين تاكنون هيچ گونه از ربات‌هاي راكر-‌بوژي، قادر به طي كردن تمامي‌موانع موجود در مسير نبوده‌‌‌اند. با توجه به محدوديت‌هاي ديناميكي هر نوع مكانيزمي، مي‌توان موانع را به دو دسته عبورپذير و غيرقابل عبور طبقه‌بندي كرد كه در صورت عبور از موانع دسته دوم، ربات واژگون شده و يا چرخ‌هاي آن به شدت آسيب مي‌بيند. از آنجاييي كه امكان تعمير قطعات آسيب ديده وجود ندارد بايد توسط كنترلر شرايطي محيا گردد كه ربات در صورت لزوم تنها موانع قابل عبور را رد كرده و با ‌‌فرمان‌گيري چرخ‌ها و يا ‌‌فرمان‌گيري ديفرانسيلي از كنار موانع غيرقابل عبور، گذر كند. اين پايان نامه به ‌‌‌مدل‌سازي، كنترل سرعت و مسير مطلوبِ يك ربات شش چرخ اختصاص دارد. مدل به كاررفته در اين پايان نامه مدلِ كاوشگر كنجكاوي(Curiosity Rover) است. ‌‌‌مدل‌سازي ربات توسط نرم‌افزارهاي SolidWorks و ADAMS /View انجام گرفته است. ‌به‌منظور كنترل مسير و سرعت ايده آل، موتورهاي سرِ چرخ، گشتاور ورودي خود را از كنترلر طراحي شده در MATLAB/Simulink مي‌گيرند. در فصل سومِ پايان نامه، در راستاي ارتقاي مدل ربات، تاثير محل اتصال راكر به بدنه تحقيق شد. در ابتداي فصل چهارم مدل سينماتيكي ربات كنجكاوي ارائه و صحه‌گذاري شده است سپس با استفاده از مدل سينماتيكي و مدل ديناميكي تك چرخ، كنترل مسير و سرعت به كمك يك كنترلر دو لايه بر پايه تئوري مود لغزشي انجام گرفته است. به منظور بررسي عملكرد كنترلر در كاهش خطاي تعقيب مسير و سرعت ايده‌آل؛ مقاله‌اي مشابه پياده‌سازي شده و مقادير خطاي تعقيب مسير مقايسه گرديد علاوه بر اين خطاي مسير و سرعت بدنه براي شرايطي ناپايدار كننده (افزايش سرعت بدنه و ارتفاع موانع و نيز نحوه فرمان گيري و عبور از ناهمواري ها) و خارج از استانداردهاي تعريف شده توسط مهندسين ناسا بررسي و تحليل گرديد. نتايج آناليز حساسيت صورت گرفته حاكي از عملكرد موثر كنترلر در كاهش خطاي تعقيب مسير و سرعت حتي در شرايط بحراني ست.

204264

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي سيستم هاي ديناميكي

دكتر جواد مرزبان راد - دكتر بهروز مشهدي