پديد آورنده :
يزدخواستي، اميرحسين
عنوان :
كنترل ارتعاشات نقطه ي انتهايي بازوي دو عضوي انعطاف پذير ربات متحرك به كمك عملگر پيزوالكتريك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، 88ص.: مصور
استاد راهنما :
مصطفي غيور
توصيفگر ها :
كنترل كننده مدهاي لغزشي
استاد داور :
سعيد بهبهاني، حسن نحوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/01/18
چكيده فارسي :
چكيده امروزه رباتهاي متحرك به دليل محدودهي وسيع كاربردي مورد توجه قرار گرفتهاند در رباتهاي متحرك مصرف انرژي موتورها رابطهي مستقيم با جرم و اندازهي رباتها دارد بنابراين استفاده از رباتهاي با طول زياد و سبك توجيه اقتصادي دارد در اين رباتها تغيير شكل اعضا قابل صرفنظر نيست رباتهاي صلب سنگين و حجيم بوده و درنتيجه سرعت كاري پايين و مصرف انرژي باال دارند رباتهاي انعطافپذير سرعت كاري باال هزينهي كمتر كارايي بيشتر و ايمني باالتري نسبت به رباتهاي صلب دارند اما كنترل اين رباتها مشكل است در كنترل رباتها ميتوان از عملگرهاي هيدروليكي نيوماتيكي موتور DC موتور AC ميكرو موتورها و پيزوالكتريك استفاده كرد عملگر پيزوالكتريك به دليل استفاده در رباتهايي با عكس العمل سريع اهميت بسيار زيادي دارد عالوه بر اين براي كنترل رباتهاي انعطافپذير كنترلكنندههاي مختلفي مورداستفاده قرار ميگيرد يكي از روشهايي كه كارآمدي خود را در اين زمينه اثبات كرده كنترلكنندهي مد لغزشي است در اين پژوهش كنترل نقطهي انتهايي يك ربات دو عضوي انعطافپذير كه بر روي يك پايهي متحرك نصب شده مورد بررسي قرار گرفته است طرح كنترل شامل دو سرو موتور بوده كه چرخهاي متصل به پايهي متحرك را به حركت درميآورد همچنين دو سرو موتور براي حركت دادن اعضاي نصب شده بر روي هاب و دو عملگر پيزوالكتريك براي كنترل مد انعطافپذير استفاده شده است سيستم كنترلي استفاده شده در اين پژوهش از نوع كنترلكنندهي مد لغزشي مبتني بر سيستم نامي است در طول حركت به علت انعطافپذيري اعضا ارتعاشي ناخواسته ايجاد ميشود كه براي رفع اين مشكل از يك كنترلكنندهي دامنه ثابت براي تعيين مقدار ولتاژ موردنياز پيزوالكتريك استفاده شده است معادالت ديناميكي ربات مورد بررسي غيرخطي بوده و توسط روش الگرانژ محاسبه شده است سپس با استفاده از روش مدهاي فرضي مدلي با درجات آزادي محدود بهدستآمده است همچنين بازوهاي انعطافپذير بهصورت تير اويلر برنولي با شرايط مرزي يكسر گير دار يكسر آزاد در نظر گرفته شده است براي به دست آوردن و سادهسازي معادالت حاكم بر ربات از نرمافزار ميپل و براي پيادهسازي سيستم كنترلي از بخش سيمولينك نرمافزار متلب استفاده شده است بررسي انجامشده بر روي ربات دو عضوي با پايهي ثابت عالوه بر تحقق هدف كنترلي انطباق قابل قبولي با پژوهشهاي پيشين دارد ربات دو عضوي با پايهي متحرك نيز با اعمال گشتاور و ولتاژ معقول رفتار مورد نظر را از خود نشان ميدهد كلمات كليدي ربات انعطافپذير ربات متحرك عملگر پيزوالكتريك كنترلكنندهي مدهاي لغزشي
چكيده انگليسي :
91 Control of End Point Vibration for Two Link Mobile Flexible Manipulator by Using Piezoelectric Actuator Amir Hossein Yazdkhasti a yazdkhasti@me iut ac ir Date of Submission 2016 01 17 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mostafa Ghayour ghayour@cc iut ac irAbstract Nowadays mobile Robot received considerable attention due to its ability for various operations Energyconsumption in mobile robot is based on its mass and size of the robot as a result implementing this type ofrobot with large length and light weight is very cost effective Rigid robots are heavy and large as aconsequence they are slow and have high energy consumption In contrast flexible robots are faster moreefficient and safer than rigid robots However they have not been favored in production industries due to itsobvious disadvantages in controlling the manipulator Controlling of such these systems are morecomplicated The insatiable demand for high performance robotic system quantified by a high speed ofoperation and low energy consumption has triggered a vigorous research thrust in various multi disciplinaryareas such as design and control of light weight flexible robot arm Various operations can be implementedto control robots such as Hydroelectric DC motor AC motor micro motors and Piezoelectric In most of theprevious research works servo motor are used as feedback actuators in order to achieve desired End pointposition while effectively suppressing unwanted vibration of the flexible links This method has hardwarelimitation such as saturation of the motor and signal noises from the motor and sensors associated with highfrequency vibration modes One of the potential method to resolve this problem is to use smart materials asfeedback actuators for vibration control Piezoelectric is important because of its applications on quickrespond robots So far various methods have been used for controlling flexible robots Sliding mode controlstrategy can consider as one of the most effective methods for this type of robots In this paper an effective method for controlling the motion of the end effector of a two link flexiblemanipulator that is mounted on a vehicle base has been proposed The proposed method consists of two servomotors which move the wheels attached to the moving base Furthermore another two servo motors areemployed to move all parts installed on the hub In addition two piezoelectric is used to control flexibility ofthe links We use a hybrid actuator scheme to actively control the end point position Our control strategy isbased on sliding mode controller Two sliding hyper planes which time varying parameters are designed forfour servo motors The sliding mode controller corresponding to the hyper planes are then synthesized on thebases of an equivalent rigid link dynamics to the proposed flexible manipulator During the motion undesired oscillations caused by the torques based on the rigid link dynamics are actively suppressed byapplying feedback control voltages to the piezoceramics actuators A constant amplitude controller has beendeveloped for adjusting the piezoelectric voltage Lagrange equations have been used for solving Non linerequations of motion A highly nonlinear model discrete by assumed mode method In addition the flexiblelinks are modeled as an Euler Bernoulli beam cantilever boundary conditions beam anchored at only oneend Maple software is used for solving the dynamic equation and Matlab simulink has been used forimplementing the proposed control strategy Simulation results validate the proposed method Keywords Flexible manipulator Mobile robot Piezoelectric actuator Sliding mode control
استاد راهنما :
مصطفي غيور
استاد داور :
سعيد بهبهاني، حسن نحوي
