Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Keshmiri,Mohammad jafar Sadigh
مهدی کشمیری (استاد مشاور) محمدجعفر صدیق دامغانی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeid Dadashi
سعید داداشی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Design of a Multi-Task Fuzzy Controller for Free Floating Robots with on-off Thruster
Among the environments space and oceans have special importance. These environments have serious dangers for human being, for this reason man invented some equipments to access these environments and exploit resources available in them. Some of these equipments are free floating robot and underwater vehicles. These equipments have a mobile base and a manipulator mounted on base. A generic manipulation task is usually given in terms of position/orientation motion trajectories for the end-effector. When the robotic system used to perform the manipulation task possesses more degrees of freedom than those strictly required to execute the given motion of the end-effector it is said to be kinematically redundant. In this sense, an underwater vehicle-manipulator is always kinematically redundant due to the mobility provided by the vehicle itself in addition to the dofs provided by the manipulator. Motion planning of underwater vehicle-manipulator systems (UVMS) is one of the most important aspects for autonomous task execution. The motion planning of a UVMS is a difficult problem because of several reasons. A UVMS is a kinematically redundant system. For a redundant system the inverse kinematics problem admits an infinite number of joint space solutions for a given Cartesian space coordinates, and can be applied aimed at achieving additional control objectives besides the doing main task. In this work an inverse kinematic approach with the ability of preceding between tasks is proposed. In following we design a controller for this system, by considering the studying problem (tracking a path by a robot) and also the nonlinear motion equation for underwater vehicle manipulator, a computed-torques controller is proposed for this system. Trajectories computed from the inverse kinematic are used as desired trajectories in designing controller. In space applications the vehicle uses on-off thruster for position and orientation control, therefore we need to convert the continuous output from continuous controller to discontinuous value. Pulse modulators convert continuous input commands in a sequence of switching signals suitable for the command of on-off thrusters. A pulse modulation scheme based on two modulation curves is proposed for applications in spacecraft position and attitude control using thrusters which may be subjected to switching restrictions. These constraints are taken into account explicitly during the design of the modulation scheme.Finally, considering the fact that a task can be performed by choosing different degrees of freedom of vehicle that some of these cases aren’t suitable in practice, a decision making fuzzy technique is proposed to choose a suitable case from available motions. Keywords: Vehicle-Manipulator, Inverse kinematic, Fuzzy controller, Task priority, On-off thruster, Pulse modulation
کنجکاوی در محیط اطراف همواره یکی از مهم ترین دلایل برای پیشرفت های تکنولوژیکی بشر بوده است. در این میان فضا و اعماق آب ها همواره از اهمیت خاصی برخوردار بوده اند. به علت عدم توانایی انسان برای دسترسی به این محیط ها و همچنین به علت خطرات موجود، انسان دست به ساخت وسایلی زد تا جایگزینی برای او در دسترسی به این محیط ها شود و همچنین برخی از کارها را همانند کشف منابع موجود، نصب، بازرسی و تعمیر تاسیسات ایجاد شده در این محیط ها و ... را برای وی انجام دهد. از جمله ی این تجهیزات می توان به ربات های شناور برای استفاده در فضا و ربات های غوطه ور برای استفاده در زیرآب اشاره کرد.ساختار کلی این وسایل از یک پایه ی متحرک و یک بازوی نصب شده بر پایه تشکیل شده است. این سیستم ها به علت درجات آزادی پایه دارای درجات آزادی بیشتر از حد نیاز برای برآوردن هدف مورد نظر که همانا رسیدن پنجه به موقعیت و جهت دلخواه است می باشند و در اصطلاح دارای افزونگی سینماتیکی هستند و همین امر سبب می شود که مساله ی سینماتیک معکوس آن ها دارای حل های بیشماری گردد و می توان از همین مطلب استفاده کرده و در کنار انجام وظیفه اصلی اهداف کنترلی ثانویه ای را برآورده ساخت. در این تحقیق سعی شده است تا یک روش مناسب برای حل سینماتیک معکوس بر خط این سیستم ها با توانایی اولویت دهی به وظایف ارائه شود و و با توجه به آن که انجام وظایف در این نوع از سیستم ها هم از طریق کنترل حرکت پایه و هم از طریق کنترل بازوی سینماتیکی امکان پذیر است، یک کنترلر فازی وظیفه انتخاب نوع حرکت را بر عهده دارد. در ادامه قصد داریم یک کنترل کننده برای این سیستم طراحی کنیم، با توجه به نوع مساله مورد علاقه یعنی تعقیب مسیر توسط یک ربات و همچنین طبیعت غیرخطی معادلات حرکت با استفاده از روش گشتاور محاسبه شده کنترل کننده ای برای سیستم شناور-بازوی مکانیکی مورد مطالعه طراحی شده است و در این راه از حل سینماتیک معکوس بدست آمده به عنوان مسیرهای مطلوب در طراحی کنترلر استفاده شده است. در کاربردهای فضایی این سیستم ها برای کنترل موقعیت لازم است به جای استفاده از عملگرهای پی وسته از عملگرهای گسسته یا تراسترهای دو وضعیتی به عنوان پیشران پایه استفاده کنیم. تراسترهای دو وضعیتی که با نام تراسترهای روشن-خاموش نیز شناخته می شوند تنها دو مقدار نیرویی می توانند در اختیار قرار دهند. در ادامه با استفاده از تراسترهای دو وضعیتی و بکارگیری روش مدولاسیون پالس به مساله کنترل این سیستم پرداخته شده است. در نهایت با توجه به آن که یک خواسته می تواند با ترکیب های متفاوتی از حرکت در درجات آزادی پا یه به انجام برسدکه الزاما از لحاظ ملاحظات عملی یکسان نیستند، با استفاده از یک روش فازی تصمیم گیری برای چگونگی استفاده از درجات آزادی پایه انجام گرفته است. کلمات کلیدی: وسیله-بازوی مکانیکی، سینماتیک معکوس، کنترلر فازی، اولویت وظایف، تراستر دو وضعیتی، مدولاسیون پالس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی