Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Mohammad jafar Sadigh
سعید بهبهانی (استاد مشاور) محمدجعفر صدیق دامغانی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Salehi Najafabadi
علی صالحی نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383

TITLE

Position and Speed Control of Micro-Macro Manipulators on Unknown Trajectories
Micro-Macro manipulators are considered as a solution for applications which needs precise manipulation within a large work space. Such systems consists of two parts i.e. a flexible large macro manipulator and a rigid short micro manipulator. There are many cases in which the mathematical description of desired path is unknown. In such cases one of the best solutions would be to use a master-slave algorithm to control the end-effector along the path and due to complicated configuration of system, it is more suitable to use a joystick type master to command the system. To this end a control strategy, a navigation algorithm and an online redundancy resolution method is proposed. The control strategy which is based on artificial constraint motion is supposed to moves end-effector according to user command, independent of macro manipulator motion and vibrations. Meanwhile, an on-line redundancy resolution algorithm determines macro manipulator motion to keep its tip close to the path. Three different navigation algorithms are proposed to move end-effector on desired trajectory. Performance of proposed control and navigation method is shown via the simulation and experiments. Key Words: Micro-Macro manipulator, Unknown trajectories, Master-Slave method, Navigation.
میکرو - ماکرو ربات‌ها از دو قسمت میکرو و ماکرو ربات تشکیل شده اند که به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند. میکرو رباتی کوچک و سریع است که توسط ماکرو با ابعاد بزرگ حمل می‌شود. ویژگی منحصربفرد این ربات‌ها دارا بودن همزمان فضای کار وسیع و سرعت و دقت بالا پنجه است که کاربردهای متنوعی مانند بازرسی و تعمیر سازه‌های بزرگ، هواپیما و کشتی‌ها و نیز انجام کار در محیط‌های ناشناخته و دور از دسترس نظیر فضا و کمک در مونتاژ و تعمیرات را بوجود آورده است. پاره‌ای از کاربردها مانند جوشکاری و تعمیر شکاف‌های ایجاد شده، نیازمند کنترل حرکت پنجه ربات بر روی مسیری با معادله نامعین است. طراحی چنین کنترلری باتوجه به نیازها و محدودیت‌های موجود موضوع تحقیق حاضر است و استفاده از روش‌های همکاری انسان و ماشین به عنوان راه‌حل کلیدی در نظر گرفته شده است. به منظور یافتن راه‌حل نهایی ابتدا مسایل پیش‌رو در کنترل این ربات‌ها مانند کم‌عملگری، افزونگی سینماتیکی، نامعلوم بودن معادله مسیر مطلوب و عدم امکان اندازه‌گیری خطا و پیچیدگی‌های ناشی از آن تشریح و تحقیقات مرتبط با این موضوعات توضیح داده شده است. سپس چگونگی استخراج معادلات مینیمم مرتبه سیستم‌های تحت قیدهای مصنوعی تبیین و کنترلری بر این اساس پیشنهاد شده است که خطای ناشی از حرکت یا تغییرشکل ماکرو ربات را توسط میکرو ربات جبران کرده و پنجه را روی مسیر حرکت می‌دهد. در ادامه مساله رفع افزونگی و تقسیم حرکت بین میکرو و ماکرو ربات بررسی و راه‌حل‌هایی براساس اولویت‌بندی وظایف و فیلتر کردن حرکت پنجه ارایه شد. پس از آن به مساله عدم امکان اندازه‌گیری و تعیین مقادیر خطای پنجه ناشی ازنامعلوم بودن معادله مسیر پرداخته‌شده و روش پیشوا-پیرو به عنوان راهکاری مناسب معرفی و مزایا و مسایل استفاده از آن در کنترل این ربات‌ها بررسی شده است. بر همین اساس سه الگوریتم هدایت حرکت توسط کاربر با استفاده از پیشوای پنجه ارایه شده است که اساس کار این الگوریتم‌ها تولید بردارهای اصلاح حرکت به وسیله انسان به تناسب مقدار خطای موقعیت و سرعت پنجه و از طریق ابزار پیشوایی متناسب با وظیفه محوله نظیر جوشکاری و ترکیب و تبدیل آنها به برداری معادل بردار برآیند خطا است که نیاز به اندازه‌گیری خطا را از بین می‌برد. پس از آن ساختارهای پیشروی متناسب با این الگوریتم‌ها تشریح و با مدل‌سازی فازی رفتار کاربر-پیشوا، عملکرد روش پیشنهادی در هدایت حرکت پنجه میکرو-ماکرو ربات‌های صلب و انعطاف‌پذیر شبیه‌سازی شده است. در انتها نیز با انجام تست‌های عملی کارآیی روش بررسی و تایید شده است. کلمات کلیدی: میکرو-ماکرو ربات، مسیر ناشناخته، هدایت، پیشوا-پیرو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی