طراحي مسير بهينه براي رباتهاي همكار داراي افزودگي درجات آزادي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك

مكانيك

كارشناسي ارشد

همكاري بين ربات ها، باعث افزايش قابليتهاي سيستم هاي رباتيك وتنوع كاربردهاي آن شده است .هرچندبه دليل ايجاد زنجيره هاي بسته ، پيچيدگي هاي سينماتيكي ، ديناميكي وكنترلي بيشتري درسيستم هاي ربات همكار به وجود مي آيد.از جمله مباحث مطرح در اين زمينه ، ايجاد افزودگي درجات آزادي در يك مجموعه ربات همكار مي باشد. در اين تحقيق ، با استفاده از تكنيك هاي بهينه سازي، مساله طراحي مسير سيستم هاي ربات همكار افزوده و در فضاي مفاصل مورد بررسي قرار گرفته شده است و روشهاي بهينه سازي ديناميكي و پارامتري براي اين منظور به كار رفته است . با در نظر گرفتن يك انديس سينماتيكي ، مساله بهينه سازي ابتدا در حضور قيود مساوي حل شده است . اين قيود با توجه به طبيعت انديس انتخابي ، مي تواند معادلات سينماتيكي و يا ديناميكي سيستم در نظر گرفته شوند. براي تعيين مسير بهينه از روش جستجو، روش اولر-لاگرانژ و مباني كنترل بهينه استفاده شده است . در روش لاگرانژ، يك آلگوريتم بهينه سازي با دو حلقه دروني و بيروني به منظور تعيين همزمان مسير بهينه و شرايط اوليه متناظر با آن بكار رفته است . همچنين مساله طراحي مسير بهينه با استفاده از مفاهيم جبر خطي به يك مساله كنترل بهينه تبديل و با بكارگيري اصل مينيمم سازي پونتريگن حل شده است . اين مساله ازنوع TPBVPبوده و براي حل آن از Shooting Methodاستفاده شده است . سپس قيود نامساوي به عنوان مدلي از موانع موجود در فضاي كار سيستم و يا محدوديت مفاصل ربات ها به مساله اضافه و با استفاده از يك الگوريتم هوشمند بر مبناي شرايط كان -تاكر، تحليل شده اند. مزيت الگوريتم فوق در آنست كه در هر لحظه ، قيود نامساوي فعال را تعيين و براي استخراج معادلات كاهش يافته حاكم بكار مي گيرد، بدون آنكه نيازي به سوييچ كردن همزمان اين قيود باشد. در ادامه مساله بهينه سازي ديناميكي بااستفاده از توابع تقريبي به يك مساله بهينه سازي پارامترهاي تبديل و جواب تقريبا بهينه تعيين شده است و نتايج بدست آمده از اين روش با نتايج حل دقيق مقايسه شده اند

16296

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسن نحوي، حميدرضا مرزبان

حسن موسوي

مهدي كشميري، محمدجعفرصديق