شناسایی و کنترل موقعیت مدل بازوی روبات
Identification and Position Control of a Robot Arm
شناسایی و کنترل موقعیت مدل بازوی روبات – کارشناسی ارشد
دریافت بخشی از فایل
روباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می‌تواند ایمنی، میزان تولید، راندمان و کیفیت محصولات را افزایش دهد. روبات‌ها از جمله بازوهای مکانیکی در طی سال‌های اخیر به شکل قابل ملاحظه‌ای تکمیل یافته و پیشرفت کرده‌اند. بازوهای مکانیکی توانایی انجام عملیات از پیش برنامه‌ریزی شده متنوعی را در صتایع مختلف دارند. بنابراین نیاز به سرعت، دقت و کنترل بهتری دارند. در این پایان‌نامه ابتدا یک مدل بازوی روبات دو درجه آزادی (2R) که هر کدام از رابط‌های بازو حول یک محور، حرکت چرخشی و همچنین محدودیت زاویه‌ای نیز دارند، در نرم‌افزار SolidWorks™ طراحی شده است. سپس به محیط شبیه‌سازی Matlab® انتقال داده شده است. در نهایت کنترل موقعیت آن مورد بررسی قرار گرفته است. روش‌های متعددی برای کنترل موقعیت این سیستم وجود دارد. در این پایان‌نامه از کنترلکننده تطبیقی (PIP (Proportional Integral Plus استفاده شده است. ساختار این کنترلکننده بهینه است و بر مبنای تئوری (LQ (Linear Quadratic می‌باشد. این تئوری با استفاده از حل معادله جبری ریکارتی کنترل‌کننده‌ای با ساختار پایدار می‌دهد. پس می‌تواند جایگزینی برای کنترل‌کننده‌های موجود باشد. برای بهینه‌سازی پارامترهای کنترلکننده فوق ذکر از روش بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شده است که این بهینه‌سازی به منظور بهبود رفتار بازوی روبات و کاهش زمان اجرا، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله از کنترلکننده همان طور که در پایان‌نامه نشان داده شده است نتیجه عملکرد خوبی را نشان می‌دهد.
کلمات کلیدي:
بازوي روبات, شناسایی, کنترل موقعیت, کنترلکننده تطبیقی, بهینه سازي
Keywords:
Robot arm, Identification, Position control, Adaptive controller, Optimization
فصل اول: مقدمه
1-1- تعریف مسئله و ضرورت انجام تحقیق
1-2- نوآوری و کاربرد
1-3- اهداف تحقیق
1-4- فرضیات
1-5- ساختار پایان‌نامه
فصل دوم: مقدمه‌ای بر روباتیک و مروری بر تحقیقات پیشین
2-1- مقدمه
2-2- روباتیک
2-2-1- مزایای روبات‌ها
2-2-2- معایب روبات‌ها
2-2-3- اجزای روبات‌ها
2-3- انواع روبات‌های صنعتی
2-3-1- انواع روبات‌های صنعتی غیر متحرک
2-3-2- بازوهای مکانیکی
2-3-2-1- سینماتیک بازوهای مکانیکی
2-3-2-2- رابط
2-3-2-3- مفصل
2-3-2-4- مجری نهایی
2-4- مروری بر کارهای گذشته
2-5- دینامیک بازوهای مکانیکی
2-5-1- روش لاگرانژ در به دست آوردن معادلات دینامیکی
فصل سوم: مدلسازی و شبیه‌سازی سیستم
3-1- مقدمه
3-2- طراحی بازوی مکانیکی به کمک نرم‌افزار Solidworks
3-3- نرم‌افزار Matlab® ، ابزاری نیرومند برای شبیه‌سازی
3-3-1- جعبه‌ابزار SimMechanics
3-3-1-1- بلوک Bodies
3-3-1-2- بلوک Joints
3-3-1-3- بلوک Sensor & Actuator
3-4- محدود کردن حرکت بازوی روبات
فصل چهارم: کنترل سیستم
4-1- مقدمه
4-2- کنترلکننده تطبیقی
4-2-1- استراتژی کنترل
4-2-2- بهینه‌سازی کنترلکننده تطبیقی
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها
5-1- مقدمه
5-2- جمع‌بندی نتایج حاصله
5-3- پیشنهادها
مرجع‌ها
