دینامیک و کنترل جابه جایی اجسام توسط سیستم های رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر
چکیده
گستره کاری بازوهای متحرک در عملیات مختلف به صورت روز افزونی در حال افزایش می باشد، به نحوی که وسعت تحقیقات و پژوهش های انجام شده در این زمینه به خوبی نمایان گر این واقعیت می باشد. در بررسی این سیستم ها که از اجزاء گوناگونی تشکیل شده اند، در نظر گرفتن انعطاف پذیری برای بعضی از اجزاء که فرض صلبیت برای آن ها غیر واقع بینانه است، اجتناب ناپذیر می باشد. به عبارت دیگر، تغییر فرم برخی از اجزاء قابل ملاحظه بوده و فرض صلبیت به معنای ثابت ماندن فاصله بین نقاط آن اجزاء قابل قبول نخواهد بود. وجود چنین انعطاف پذیری به حرکات نوسانی اجزاء مزبور در کنار حرکت جسم صلب می انجامد. این امر، در سیستم های چندجسمی شامل اجزاء صلب و انعطاف پذیر منجر به افزایش پیچیدگی هایی در مدل سازی دینامیک حرکت می شود که مورد بحث بسیاری از محققین قرار گرفته است. از سوی دیگر بازوهای دارای پایه ی متحرک برای انجام وظایفی همچون جابه جا کردن اجسام نیاز به کنترل پیچیده تری دارند. پیچیدگی های ناشی از انعطاف پذیری، کنترل آن ها را دشوارتر نیز می سازد چراکه عضو انعطاف پذیر می تواند سرعت و یا دقت در انجام وظیفه کنترلی را مختل کرده و استفاده از یک رویکرد مناسب در مهار آن، ضروری خواهد بود. در این پژوهش، ابتدا برای سیستم های رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر به تدوین یک رویکرد مناسب در مدل سازی دینامیکی این سیستم ها می پردازیم تا از انباشتگی و پیچیدگی در مدل دینامیکی کاسته شده و بتوان از آن در طراحی و پیاده سازی سیستم کنترلی بهره برداری نمود. در ادامه، برخی روش های مطرح در کنترل جابجایی جسم توسط چند بازوی همکار با پایه متحرک را برای این سیستم ها بهبود داده و عملکرد آن ها را مقایسه خواهیم نمود. سپس، با توجه به مشکلات ناشی از انعطاف پذیری اجزاء و با توجه به ویژگی ذاتی این سیستم ها ناشی از کمبود عملگری و همچنین دینامیک به شدت غیرخطی، به ارائه راهکارهای کنترلی جدید برای حل مسئله، یعنی کنترل جابجایی جسم در سیستم های رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر می پردازیم. این راهکار ها در دو فصل برای سیستم های رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر فعال و سیستم های رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر غیرفعال مستقلاً مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین با شبیه سازی و پیاده سازی این کنترلرها بر روی یک سیستم رباتیک با اجزاء انعطاف پذیر مفروض وهمچنین برروی دستگاه تست طراحی شده به بررسی تجربی و مقایسه نتایج عملکرد درعملیات مختلف پرداخته می شود.