عنوان پایان‌نامه
بررسی امپدانس کنترل به منظور کنترل بازوی ربات تحت بار گذاری ضربهای
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2000;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50485
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آبان ۱۳۹۰
- دانشجو
- مصطفی رحیمی دیزجی
- استاد راهنما
- محمدرضا حایری یزدی
- چکیده
- تحت بارگذاری غیرعادی و ناگهانی بر مجری نهایی بازوی ماهر، اضافه‌بار، ناپایداری در حرکت و صدمات ثانویه را می‌توان انتظار داشت. در پروژه حاضر یک رهیافت جدید برای کنترل فعال مسیر حرکت بازوی ماهر در طی بازه اعمال ضربه و همچنین درست بعد از حذف بارگذاری ضربهای، ارائه می‌شود. در اینجا کنترل‌کننده امپدانس موقعیت پایه به عنوان یک استراتژی کنترل نیروی غیرمستقیم، با الهام گرفتن از واکنش انسان نسبت به ضربه‌های ناگهانی و سریع، به کاربسته می‌شود. رهیافت پیشنهادی، به‌صورت صادرکردن فرمان کنترل موقعیت جدید هم جهت با راستای نیروی ضربه وارد شده و همچنین موقعیت‌دهی یک مسیر پایدارتر درست بعد از حذف ضربه، می‌باشد. به علت خصوصیات متفاوت ضربه همچون دینامیک سریع و غیرخطی، و نیز برای ترجمه، یا بهتر فرمول‌بندی کردن واکنش شخص در بازه اصابت ضربه و درست بعد از حذف آن، از منطق فازی برای توسعه یک نظارت‌گر برای تطبیق پارامتر‌های کنترل‌کننده امپدانس استفاده شد. پایگاه قوانین فازی و سیستم استنتاج فازی بر اساس ویژگی‌های مشخص‌کننده شرایط ضربه، تعریف شدند و سطوح کنترلی فازی نمایش داده شدند. همچنین به منظور کاهش پیچیدگی‌های محاسباتی با بهره‌گیری از جفت داده‌های ورودی-خروجی نظارت‌گر فازی، شبکه‌های عصبی تربیت شدند و سپس با انتخاب ساختار شبکه بهینه، از آن به عنوان نظارت‌گر جدید که برگرفته از نظارت‌گر کلی‌تر می‌باشد، استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی تفاوت بسیار ناچیز را در عملکرد دو نظارت‌گر فازی و عصبی نشان داد. در نهایت پاسخ سیستم در حضور و غیاب کنترل‌کننده ترکیبی طراحی‌شده مقایسه شد و نتایج، کاهش نوسانات (افزایش پایداری) و کاهش انرژی مصرفی، بنابراین کاهش اثرات بارگذاری ضربهای را نشان دادند.
- Abstract
- Under any abnormal loading on the manipulator end-effector, overloading, instability in motion and secondary damages are expected. A novel approach for active control of the robot manipulator trajectory within and after the impulsive loading caused by collision has been studied. A position-based impedance controller as a force control strategy, inspiring human reaction against the suddenly and impulsive loadings has been adopted. The approach is to issue a new position command along the impact direction and define a smooth trajectory just after the impact loading is vanished. Due to variant properties of impact and in order to translate human reactions amid impact interval, fuzzy logic-based supervisory system has been utilized to modify impedance parameters. Fuzzy rule-based and inference system have been defined. Also in order to acquire a moresimple supervisor for more rapid implementation purposes, a neural network was implemented. The input-output pairs of fuzzy supervisory controller have been used as data-base for the network training. Finally the response of the system compared with the case where there is no impedance control in the system. The result has shown a significant stability increase and torque dissipation decrease and hence a sensible reduction in collision impact.
