شناسایی و کنترل دینامیکی مکانیزم موازی 3 درجه آزادی مستقل (تریپترون) و ساخت واسط تعامل انسان و ربات

فعالیت های محمد در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات، به دو موضوع شناسایی و کنترل دینامیکی ربات موازی 3 درجه آزادی کارتزین (تریپترون) و طراحی ماژول تعامل انسان و ربات مناسب کاربرد صنعتی و استفاده از آن در ربات مذکور می‌پردازد. در مبحث شناسایی با استفاده از دو روش شناسایی مستقیم و غیر مستقیم سعی شده است تا برای ربات تریپترون که یک ربات بیشینه مقید است، مدلی بر پایه داده‌های نمونه برداری شده از عملکرد ربات ارائه گردد. در ابتدا شناسایی بر روی مرتبه سیستم و پاسخ پله ربات انجام پذیرفت. سپس، در روش شناسایی مستقیم که بر مبنای شناسایی داده محور (جعبه سیاه) صورت گرفته است با پیشنهاد یک مجموعه 106 رگرسوری متشکل از موقعیت، سرعت و شتاب مجری نهایی و همچنین گشتاور اعمالی موتورها، مدلی برای توصیف عملکرد ربات پیشنهاد گردید. از سوی دیگر، با توجه به داده‌های نمونه‌برداری شده از عملکرد ربات و با استفاده از مدل نظری ربات و همچنین اصطکاک ماژول خطی، شناسایی غیر مستقیم بر مبنای شناسایی مدل محور (جعبه سفید) صورت گرفت. در این راستا، از مدل دینامیک معکوس ساده‌سازی شده ربات استفاده شد. همچنین برای اصطکاک ماژول خطی از دو مدل اصطکاک استفاده گردید؛ مدل متداول اصطکاک که متشکل از المان‌های مرتبط با اصطکاک خشک و لزجت است و مدل شناسایی شده از اصطکاک حرکتی ماژول خطی که مبتنی بر سری فوریه می‌باشد. در مبحث کنترل دینامیکی ر وش‌های مختلف کنترلی بر روی ربات اعمال گردید. در این راستا، ابتدا با کنترل‌کننده های PID و مد لغزشی بر مبنای مدل پاسخ پله سعی شد تا به کنترلی مناسب دست یافته شود. پس با استفاده از مدل سری فوریه اصطکاک ماژول خطی، یک واحد کنترل‌کننده پیشخور به سیستم کنترلی اضافه گردید. در آخر نیز با استفاده از پیشخور مبتنی بر مدل مبتنی بر دینامیک معکوس و سری فوریه اصطکاک حرکتی ماژول خطی، کنترلی با استفاده از کنترل‌کننده PID بر روی ربات اعمال گردید. در مبحث تعامل انسان و ربات به طراحی، ساخت و کالیبراسیون یک ماژول تعامل انسان و ربات برای ربات پرداخته شد. پس از آن، با استفاده از این ماژول دو روش کنترل حلقه‌باز موقعیت و سرعت بر روی ربات اعمال گردید، که با توجه به نتایج عملی، مشخص گردید که کنترل حلقه‌باز سرعت، کارآمدتر است.
منبع پایان نامه

کلمات کلیدی:

1. Experimental study on the kinematic control of a cable suspended parallel robot for object tracking purpose
2. Dynamic identification of the novint falcon haptic device
3. Experimental dynamic identification and model feed-forward control of Novint Falcon haptic device
4. Oscillation damping of nonlinear control systems based on the phase trajectory length concept: An experimental case study on a cable-driven parallel robot
5. Computed torque control of a cable suspended parallel robot
6. Path planning of cable driven parallel robots in the presence of dynamic obstacles via potential field using computed torque control method
7. حل مساله سینماتیک مستقیم ربات‌های کابلی نامقید به منظور استفاده هم‌زمان در الگوریتم‌های کنترلی‎
8. Solving the Forward Kinematic Problem of Under-Constrained Cable Driven Robots for Online Control Purposes