پديد آورنده :
اروجيان، مهر
عنوان :
كنترل نقطه انتهايي بازوي مكانيكي فضايي با پايه متحرك غير هولونوميك در حضور مانع
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
دوازده، 66ص.: مصور
استاد راهنما :
مصطفي غيور
استاد مشاور :
سعيد بهبهاني
توصيفگر ها :
گذر از مانع , حركت پذيري , كنترل مقاوم
استاد داور :
محمد دانش، حسن موسوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/07/17
چكيده فارسي :
چكيده امروزه رباتها در صنعت بهمنظور جايگزيني نيروي انساني در كارهاي تكراري و خطرناك بهطور گستردهاي مورد استفاده قرار ميگيرند بهطورمعمول وظيفه بخشي از رباتها برداشتن و گذاشتن قطعات و يا جابجا كردن مواد اوليه است بازوهاي مكانيكي از انواع متداول رباتها هستند بهكارگيري بازوهاي مكانيكي در زمينههاي جديد علمي صنعتي و توسعه محدوده كاربرد آنها ايجاب ميكند كه آنها قابليت حركت داشته باشند يكي از راههاي ايجاد اين قابليت نصب بازوي مكانيكي بر روي پايه متحرك چرخدار است كه در كارهايي از قبيل اكتشاف كار در معادن مينروبي اطفاي حريق در جنگلها جابجايي مواد خطرناك پاكسازي محيطهاي آلوده بر اثر انفجارهاي شيميايي يا هستهاي و عملياتي كه نياز بهسرعت دقت و قابليت حركت خاصي دارند كاربرد دارند سيستمهاي متحرك داراي مسائل ويژه و منحصربهفردي هستند كه در اثر وابستگي پايه متحرك غيرهولونوميك و بازوهاي هولونوميك ايجاد ميشوند به علت قيود غيرهولونوميك اعمالي بر پايه مجموعه بازوهاي مكانيكي همراه با پايه متحرك يك سيستم غيرهولونوميك محسوب ميشوند مدل ديناميكي پيچيده به همراه كوپلينگ بالا ميان بازو و پايه متحرك و همچنين وجود قيود حركتي غيرهولونوميك در اين رباتها طراحي كنترلكننده را بهصورت قابل ملاحظهاي پيچيده ميكند در اين پژوهش كنترل نقطه انتهايي بازوي مكانيكي سه درجه آزادي فضايي با پايه متحرك غيرهولونوميك در فضاي وظيفه مورد بررسي قرارگرفته است استفاده از بازو با پايه متحرك بهمنظور انجام وظايفي چون مونتاژ يا انتقال قطعات در فضايكاري پيچيده و با حضور موانع مختلف نياز بهدقت بالايي دارند براي كنترل چنين وظايف دشواري نياز به اطلاعات سينماتيكي و ديناميكي ربات است كه اكثرا بهطور دقيق معلوم نميباشند حتي اگر اين پارامترها مشخص باشند ربات بايد با محيط اطراف تعامل داشته باشد جابجايي قطعات با وزن نامشخص در محيط نامعلوم با موانع متعدد موجب بروز نامعيني در ربات ميگردد درنتيجه در عمل امكان شناسايي برخي پارامترها قبل از انجام عمليات براي هر بار وجود ندارد هدف كنترل موقعيت ربات بهگونهاي است كه بازو با پايه متحرك از يك موقعيت اوليه دلخواه به يك نقطه پاياني مطلوب در فضاي وظيفه برود در اين پژوهش يك سيستم كنترلي نوين ارائه شده كه قابليت انجام وظيفه در حضور موانع را داراست علاوه بر اين قادر است در طول مسير حركت پذيري بالا براي بازو مكانيكي فراهم آورد بهطوريكه ربات را از نقاط تكين دور نگه دارد و نسبت به نامعينيهاي وارده به ربات مقاوم باشد معادلات ديناميكي ربات مورد بررسي غيرخطي بوده و توسط روش لاگرانژ محاسبه شده است براي به دست آوردن و سادهسازي معادلات حاكم بر ربات از نرمافزار ميپل و براي پيادهسازي سيستم كنترلي از بخش سيمولينك نرمافزار متلب استفادهشده است بررسي انجامشده بر روي ربات نشان ميدهد كه ربات قادر است وظيفه مطلوب را در حضور مانع و نامعيني پارامتري بهخوبي انجام دهد و سيگنال كنترلي پيوسته و قابل قبولي را در طول مسير ايجاد نمايد كلمات كليدي بازوي مكانيكي ربات با پايه متحرك قيود غيرهولونوميك گذر از مانع حركتپذيري كنترل مقاوم
چكيده انگليسي :
67 End Point Tracking Control of Nonholonomic Spatial Mobile Manipulator in the Presence of an Obstacle Mher Orojian m orojian@me iut ac ir Date of Sunmssion 2016 06 21 Department of Mechanical Enginnering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Mostafa Ghayour ghayour@cc iut ac ir Abstract The problem of motion control of Wheeled Mobile Manipulators WMMs isextensively studied in past decade Mobile manipulator refers to robotic system which isbuilt by a robotic arm mounted on a mobile platform This kind of system combines themanipulability of a fixed base manipulator with the moving wheeled platform thus allowingthe most usual missions of robotic systems which require both locomotion in largeworkspace and manipulation abilities Mobile manipulators are often used for tasks such asassembly inspection spray painting or part transfer One of the most common mobile robotsis the differential drive type which is a typical example of nonholonomic mechanisms Theassumption for pure wheels rotation i e no slipping occurs causes kinematic constraint ofnonholonomic type to system This constraint limits the instantaneous velocity of theplatform to certain directions Furthermore the coupled dynamic equations of the mobileplatform and manipulator along with performing task by avoiding obstacles makesdesigning a precise controller for the mobile manipulator very challenging This thesisaddresses the problem of end point position tracking control of mobile manipulatorsoperating in the task space First a class of non linear simple model based task spaceregulator is proposed then the different constraints regarding task in hand such as obstacleavoidance is introduced Avoiding singular configurations are also considered by usingmanipulability index it s necesery to avoid these configurations and reaching the end pointwith high manipulability With the help of exterior penalty function approach manipulabilityand obstacles avoidance inequality constraints are included in our novel control law Toshow the efficiency of proposed approach four simulations are carried out on a differentialdrive platform with a spatial manipulator of three kinematic pairs RRR manipulator andresults are presented Results show that propose approach can successfully track end pointposition and avoid both obstacles and singular configurations Keyword Mobile Manipulator Nonholonomic Constraint Obstacle Avoidance Manipulability Index Robust Control
استاد راهنما :
مصطفي غيور
استاد مشاور :
سعيد بهبهاني
استاد داور :
محمد دانش، حسن موسوي
