شناسایی و کنترل ربات موازی سه درجه آزادی دلتا به منظور انجام گذاشت و برداشت با استفاده از یادگیری ماشین

مهم‌ترین چالش در رابطه با ربات‌های موازی، استخراج مدل دینامیکی ساده از ربات است. روش‌های سیستماتیکی که تا کنون برای استخراج مدل دینامیکی ربات‌های موازی مورد استفاده قرار گرفته‌است، به مدل‌هایی منتهی شده‌است که بسیار پیچیده‌اند و در کاربرد قدرت چندانی ندارند. مدل‌های دینامیکی و سینماتیکی موجود برای ربات دلتا بسیار غیرخطی و پیچیده است. دینامیک ربات‌های دلتا به روش‌های مختلفی از جمله روش لاگرانژ، روش نیوتن-اویلر و روش کار مجازی قابل دستیابی است. به دلیل پیچیده بودن حل سینماتیک مستقیم ربات، روش تحلیل مستقیم دینامیک (نیوتن-اویلر) مناسب نیست. بنابراین روش‌هایی همچون تئوری پیچه روشی مناسب‌تر برای تحلیل دینامیک ربات دلتا است.
در این پروژه ابتدا معادلات سینماتیکی و دینامیکی سیستم و ماتریس‌های ژاکوبین ربات که نگاشتی بین فضای زاویه‌ای و فضای خطی حوزه دسترسی ربات است بدست می‌آیند. با توجه به کارهای پیشین صورت گرفته در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات، با استفاده از روش کار مجازی و تئوری پیچ، مدلی برای ربات بدست آمده‌است. پارامترهای دینامیکی قسمت‌های مختلف ربات از جمله پارامترهای موتور و پارامترهای هندسی با استفاده از روش پارامترهای اینرسی پایه بدست آمده‌است. با مشخص بودن پارامترهای اینرسی جعبه‌دنده و پارامترهای ثابت معادله اصطکاک خشک و ویسکوز که در این روش استفاده‌شده است. همچنین با توجه به اثر غالب دینامیک موتور الکتریکی، جعبه‌دنده و اصطکاک در دینامیک کلی سیستم، مدلی برای این مجموعه محرکه ربات نیز در نظر گرفته شده است. در مبحث مدل سازی دینامیکی ربات با استفاده از تئوری پیچه، پارامترهای اینرسی ربات به نحوی در نظر گرفته شده‌اند که مدل دینامیکی استخراج شده، نسبت به این پارامترها خطی است. بدین ترتیب، می‌توان با استفاده از روش‌های مرسوم شناسایی سیستم همچون تخمین حداقل مربعات، پارامترهای مدل را شناسایی کرد.
پس از شناسایی و مدل‌سازی موفق مجموعه محرک‌ها و ربات، الگوریتم‌های کنترلی کلاسیک و هوشمند بر روی ربات پیاده‌سازی می‌شود. در این قسمت، با توجه به مدل‌ و پارامترهای بدست آمده از ربات، کنترل کننده‌هایی دینامیکی همچون کنترل گشتاور محاسباتی، کنترل مد سطح لغزش، کنترل تطبیقی بر روی ربات شبیه‌سازی و اجرا گردید.
همچنین بخش مهمی از این پروژه، به راه اندازی و برنامه‌نویسی درایورهای موتورها اختصاص دارد، که این مهم، توانایی اجرای الگوریتم‌های شبیه‌سازی شده را، در واقعیت و بر روی ربات میسر می‌کند.
همچنین به منظور کاهش نوسان‌های مجری نهایی ربات، روش کاهش نوسان با استفاده از مفهوم طول مسیر فاز در شبیه‌سازی و عمل بر روی ربات پیاده‌سازی شده‌است. پس از انجام موارد فوق، الگوریتم‌های بینایی ماشین به منظور تشخیص و انجام عملیات-گذاشت و برداشت هوشمند بر روی ربات پیاده‌سازی می‌شود. در ادامه، روش‌های نوین کنترل به‌ویژه کنترل مبتنی بر داده و یادگیری تقویتی بر روی ربات مورد تحقیق و شبیه‌سازی قرار می‌گیرد.
منبع پایان نامه

کلمات کلیدی: