مدلسازی و کنترل روبات هپتیک با کاربری شستشوی مقره در خط انتقال قدرت گرم
چکیده
در این مطالعه چگونگی استفاده از روبات هپتیک بر روی خط انتقال گرم به منظور شستشوی مقره مورد بررسی قرار میگیرد و به این منظور از یک سامانه عملکرد از راه دور دوجانبه به صورت دوکاناله استفاده میشود. در گذشته کار بر روی خط انتقال گرم (از جمله شستشوی مقره) خطرات فراوانی را برای کارگران ایجاد میکرد، که از جمله آن میتوان به خطر برق گرفتگی و یا سقوط از ارتفاع اشاره کرد به این ترتیب برای جلوگیری از ایجاد این خطرات برای انسان تحقیقات به سمت استفاده از روبات در این زمینه پیش میرود. به این منظور باید دو روبات تابع و متبوع وجود داشته باشند که روبات متبوع فرمان را از کاربر دریافت کرده و به روبات تابع که در تعامل مستقیم با محیط است انتقال دهد، این امر سبب میشود که از یک سامانه عملکرد از راه دور استفاده شود. از طرفی با توجه به اینکه مقره جسمی شکننده و نسبت به میزان نیروی وارد حساس است بنابراین شستشوی آن تنها با استفاده از فیدبک دیداری و فرمان یک جانبه (از متبوع به تابع) امکانپذیر نیست. به همین دلیل از گروه خاصی از روباتها با خاصیت هپتیک استفاده میشود که امکان استفاده از حس لامسه (بازتاب نیرو) را برای کاربر فراهم میکند و به این ترتیب از فیدبک نیرو نیز استفاده میشود که از سمت تابع به متبوع است و سامانه را به یک سامانه دوجانبه تبدیل میکند. روباتهای phantom omni و puma 560 به ترتیب به عنوان روبات متبوع و تابع در نظر گرفته میشوند. در این پایان‌نامه همچنین چگونگی ایجاد رابطه بین روبات تابع و محیط بیان میشود و مدلهای دینامیک روبات تابع و متبوع به منظور پیادهسازی کنترلکننده معرفی میشود. در این پژوهش هدف طراحی کنترلکننده مناسب برای کنترل این دو روبات به منظور رسیدن به هدف میباشد، که به این سبب طراحی کنترلکننده به دو بخش طراحی برای روبات تابع به منظور کنترل موقعیت و برای کل سامانه به منظور کنترل نیرو تقسیم میگردد، که هرکدام از آنها نکات ویژهای را در بر میگیرند. برای روبات تابع از سه نوع کنترلکننده pd، شامل نوع سنتی، نوع دارای خاصیت جبران گرانش و تطبیقی برای کنترل موقعیت استفاده میشود و در ادامه با تعمیم کنترلکننده pd تطبیقی برای سامانه حلقه بسته کلی، از آن برای کنترل نیرو استفاده میشود. همچنین یک فیدبک خطیساز برای کل سامانه استفاده شده و سپس مجموع فیدبک خطیساز و سامانه اصلی با یک کنترلکننده تطبیقی مدل مرجع کنترل میشود. دلیل استفاده از کنترلکننده تطبیقی توانایی این نوع از کنترلکنندهها به منظور جبران گرانش و همچنین مواجهه با هر نوع اغتشاش و تغییر در میزان بار وارد بر بازوی روبات میباشد.