Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Keshmiri,Mostafa Ghayour
مهدی کشمیری (استاد مشاور) مصطفی غیور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Karami
علی کرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

The dynamic and Control Analysis of Snake Robots
T he modern industry develops some new application of robots with arms having the ability to do difficult tasks in larger working area. The snake robots are developed recently in the same conditions. One of the most general specifications of the snake robots is redundancy which is used to optimize some special parameters or to do some special duty. Most of snake robots have to work on difficult and sometimes unknown areas so the controller different with the time base controllers should be designed. In this researc we present an approach to geometrical position control of the head point of hyper redundant snake robot to the desired position. The snake robot is considered as redundant robot. The dynamic model is decoupled and linearized. In path designation a search method is used to optimize some parameters such as kinetic energy, time integral of kinetic energy, work of actuators for doing the task and time of passing a certain part of the path. In the time base control the error function is computed from position of the robot to a desired target line and a PID control unit is designed to minimize the error by varying a parameter of the serpenoied curve. Using the event-base planning and control method and the path optimization, a task level action control is designed and online kinematic redundancy resolution scheme is developed. The system is stable during normal operation as well as at the occurrence of unexpected obstacles and system uncertainty. In addition a central pattern generator is used to develop the angle of links referring to the first link angle. The approaches have been simulated on a 15 DOF snake like robot to arrest a moving target point. Also some kinematic approaches to 8 2 DOF robots are simulated and compared to each other.
پیشرفت صنایع مختلف کاربردهای جدیدی برای ربات ها ایجاد کرده است که در آن هم مهارت بازو و هم بزرگی ابعاد فضای کاری بطور همزمان نیاز است. از این رو دسته جدیدی از ربات های مار شکل ساخته شده اند. از مشخصات اکثر ربات های مار شکل داشتن افزونگی درجات آزادی است که این افزونگی درجات آزادی را می توان برای انجام وظایف جانبی و یا برای بهینه کردن شاخص هایی به کار برد. از آنجا که اکثر کاربردهای ربات های مار شکل در محیط های ناشناخته و بعضا پیچیده است، لزوم ایجاد روش های کنترلی متفاوت با کنترل زمان مبنا برای کنترل آنها احساس می شود. در تحقیق حاضر ابتدا سینماتیک ربات های مار شکل صفحه ای بررسی می شود. در ادامه روشی برای بدست آوردن معادلات دینامیکی ربات های مار شکل ارائه و با استفاده از آن معادلات دینامیکی حاکم بر سه نوع ربات های مار شکل بدست آورده می شود. در قسمت بهینه سازی دو نوع معیار کلی اکسترموم انرژی جنبشی لحظه ای و اکسترموم انتگرال انرژی جنبشی ارائه می گردد. از طرف دیگر دو نوع معیار دیگر اکسترموم کار انجام شده در طی مسیر و اکسترموم زمان طی مسیر ارائه می گردد و بیان می شود که بر حسب شرایط کاری کدام یک از روش ها مناسب تر است. در بخش کنترل ابتدا روش کنترل زمان مبنا 1 بررسی می شود که در آن با استفاده از کنترل PID و با تغییر در یکی از پارامتر های حرکت سرپنوئیدی و با هدف کاهش خطا که از مقایسه موقعیت ربات با یک خط دلخواه بدست می آید سعی می شود سر ربات خط دلخواه را تعقیب کند. در انتها با مقایسه نتایج مشاهده می شود که کنترل رویداد مبنا 2 برای ربات های مار شکل در تعامل با محیط های پیچیده و در سازگاری با حوادث پیش بینی نشده و نامعینی های سیستم بسیار موفق تر از کنترل زمان مبنا عمل می کند. پس از آن یک ربات مار شکل پانزده درجه آزادی در تعقیب به منظور رسیدن به یک هدف متحرک شبیه سازی شده و نتایج حاصل از چهار معیار مختلف اکسترمم سازی (انرژی جنبشی لحظه ای ، انتگرال انرژی ، کار انجام شده در مسیر و زمان طی مسیر) با کنترل رویداد مبنا ارائه و مقایسه گردیده و معایب و محاسن هر یک از آنها مقایسه می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی