شماره مدرك
20965
شماره راهنما
18005
پديد آورنده
رياضي، نيما
عنوان
طراحي سيستم كنترلي بهمنظور بهبود شفافيت در سيستمهاي عمل از راه دور
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
طراحي كاربردي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
78 مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
عمل از راه دور , شفافيت , كنترل تطبيقي , شبكه عصبي تابع پايه شعاعي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/01/22
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
دانشكده
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/01/23
كد ايرانداك
23212749
چكيده فارسي
سيستمهاي عمل از راه دور رباتيك، يك فناوري كليدي در كاربردهايي همچون جراحي از راه دور، تعمير و نگهداري در محيطهاي خطرناك و دستكاري رباتيك در محيطهاي غيرقابل دسترس به شمار ميآيند. طراحي يك سيستم عمل از راه دور پايدار و شفاف، كه قادر باشد ضمن انتقال دقيق موقعيت و نيرو، نامعينيهاي سيستم، ديناميكهاي پيچيده محيط و محدوديتهاي انساني را مديريت نمايد، همچنان يك چالش مهم و فعال در پژوهشهاي حوزه كنترل پيشرفته محسوب ميشود. اين پژوهش به طراحي، تحليل و پيادهسازي يك ساختار كنترل تطبيقي پيشرفته براي يك سيستم عمل از راه دور چهاركاناله ميپردازد كه به طور همزمان انتقال موقعيت و بازخورد نيروي واقعي را تضمين ميكند و پايداري را در حضور نامعينيها فراهم ميسازد. در اين پژوهش، ابتدا مدل ديناميكي جامع هر يك از اجزاي سيستم شامل ربات راهبر، ربات پيرو، كاربر انساني و محيط تعاملي ارائه ميشود، سپس به معرفي كنترلكنندهي پيشنهادي استفاده شده در اين پژوهش كه درسمت پيرو قرار دارد، اقدام ميشود. اين كنترلكننده از قوانين تطبيق پارامترها به منظور جبران نامعينيهاي پارامتري استفاده ميكند و همچنين به منظور مقابله با نامعينيهاي ساختاري و غيرخطي محيط، از شبكههاي عصبي پايه شعاعي بهره ميگيرد. اين شبكهها به طور برخط، ديناميكهاي ناشناخته را تقريب زده و خطاي مدلسازي را كاهش ميدهند. سپس در ادامه به شبيهسازي عملكرد اين كنترلكننده در سيستم عمل از راه دور اقدام ميشود كه نتايج شبيهسازي در محيط نرمافزار سيمولينك نشان ميدهند كه سيستم كنترلي پيشنهادي قادر است موقعيت راهبر و پيرو را با دقت بالا همگامسازي كند و بازخورد نيروي واقعي محيط را حتي زماني كه محيط شامل رفتارهاي غيرخطي ميباشد، به كاربر منتقل نمايد.
كلمات كليدي: عمل از راه دور، شفافيت، كنترل تطبيقي، شبكه عصبي تابع پايه شعاعي
چكيده انگليسي
Robotic teleoperation systems represent a key enabling technology in applications such as telesurgery, maintenance in hazardous environments, and robotic manipulation in inaccessible or remote locations. Designing a stable and transparent teleoperation framework that can accurately transmit both position and force information while effectively handling system uncertainties, complex environmental dynamics, and human-related constraints remains a major and ongoing challenge in advanced control research. This study presents the design, analysis, and implementation of an advanced adaptive control architecture for a four-channel teleoperation system. The proposed framework ensures high-fidelity position tracking and realistic force reflection while guaranteeing stability in the presence of uncertainties. A comprehensive dynamic model of the system components—including the master manipulator, slave manipulator, human operator, and interactive environment—is first developed. The proposed controller, implemented on the slave side, employs parameter adaptation laws to compensate for parametric uncertainties. Additionally, radial basis function neural networks (RBFNNs) are integrated into the control structure to address structural uncertainties and nonlinear environmental behaviors. These networks operate online to approximate unknown dynamics and reduce modeling errors. Simulation studies carried out in the Simulink environment demonstrate that the proposed control system achieves precise synchronization between the master and slave manipulators and successfully delivers realistic environmental force feedback to the operator, even when interacting with nonlinear environments such as viscoelastic tissues.
Keywords: Teleoperation, Transparency, Adaptive Control, Radial Basis Function Neural Network
استاد راهنما
محمد دانش , سعيد بهبهاني
استاد داور
مرضيه مجدراصيل , مرضيه كمالي