طراحی و پیاده سازی سیستم کنترل برای ربات موازی 3 درجه آزادی دلتا بر مبنای روش های یادگیری

امروزه با پیشرفت علم رباتیک، که بسیار مورد توجه محققین و دانشمندان علوم مختلف قرار گرفته است، ربات‌ها به سرعت در حال جایگزینی در خطوط تولید صنعتی هستند. کاربرد رباتها در صنایع مختلف از قبيل کاربردهای صنعتی تر همچون گذاشت و برداشت و مواردی پيچيده همچون صنایع ماشينكاری با ابعاد کوچك و دقت بالا ، ماشينكاری چند محوره ،مونتاژ و جوشكاری تا کاربرد هایی حساسی نظير پزشكی و جراحی گسترش یافته است و نياز به دقت و سرعت بيشتر آنها احساس میشود
دو ربات دلتا ساخته‌شده در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران (تارلب)، فرم استاندارد ربات دلتای سه درجه آزادی می باشند.در یکی از این ربات‌ها، موتورهای استفاده شده، از نوع AC Servo Motor از برند Kinco و سری SME و به همراه درایور است. توضیحات بیشتر در مورد موتور درآمده است. همچنین جعبه‌دنده استفاده شده از برند Apex Dynamics و از سری PEII و از نوع سیاره‌ای و با دقت بالا است و با نسبت تبدیل یک به پنجاه است. ودر ربات دوم نیز از موتور های Lenze استفاده شده است و نیز فاقد جعبه دنده می‌‌باشد.

ربات دلتا یک سیستم غیرخطی است. به منظور کنترل ربات با سرعت بالا، معادلات باید با سرعت بالا حل شوند. به همین دلیل نیاز است که پارامترهای سینماتیک و دینامیکی ربات مشخص باشند تا بر مبنای آن بتوان به کنترل سریع دست یافت.
برای سیستم های غیر خطی، به صورت عمومی راه حل تحلیلی و جامعی وجود ندارد. اما با استفاده از رویکردهای هوش مصنوعی و کنترل هوشمند، می توان موضوع طراحی انواع کنترل کننده ها را، به جای روش های کنترلی کلاسیک و تحلیلی، از طریق ابزارهای هوش محاسباتی و به طور ویژه الگوریتم های تکاملی و فرا ابتکاری پیش برد.
در این پروژه ابتدا معادلات دینامیکی سیستم و ماتریس‌های ژاکوبین ربات که نگاشتی بین فضای زاویه‌ای و فضای خطی حوزه دسترسی ربات است بدست می‌آوریم ، سپس براي كنترل هر سيستمي ابتدا نياز به شناسايي آن سيستم است. بنابراين به دست آوردن و شناسايي پارامترهاي هر رباتي اولين گام جهت كنترل آن ربات است، با توجه به این‌که در یکی از ربات‌های ‌دلتای مورد نظر، حرکت موتورها از طریق جعبه‌دنده به باوزها منتقل می‌شود از از روش‌های مرسوم شناسایی دینامیکی، مدل‌هایی برای قسمت‌های مختلف ربات از جمله جعبه‌دنده و … نیازمند می باشیم سپس باتوجه به اینکه یکی از اهداف مورد، دستیابی به گذاشت و برداشت هوشمند برای دلتا می باشد. در مرحله بعد به دنبال طراحی و برنامه نویسی ساختاری می باشیم که بتواند از طریق بینایی ماشین و سنسور های مسافت سنج موقعیت عملگر نهایی را بدست بیاورد و همچنین جسم را شناسایی کند و موقعیت آن را اعلام نماید، که این ساختار می‌تواند به عنوان باز خورد به سسیتم کنترلی کمک کند و از طریق آن کنترل بهتری را انجام داد. سپس با استفاده از الگوریتم‌های کنترلی، ربات کنترل می‌شود. هدف، رسیدن به کنترلی دقیق و پیوسته است که قادر به کنترل ربات بدون واردشدن ضربات و با سرعت مناسب است. در مرحله بعد، انواع کنترلرهای برای یافتن عملکرد مطلوب ربات و با توجه به توانایی‌های سخت‌افزار مکانیکی و الکترومکانیکی و درایورهای موتور، روی ربات پیاده‌سازی می‌شود. و در نهایت به دنبال پیاده سازی الگوریتم‌های هوشمند کنترلی و استفاده از روش های یادگیری و هوش مصنوعی در شناسایی و کنترل می باشیم.
منبع پایان نامه

کلمات کلیدی: