Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Fattah,Mehdi Keshmiri,Mohammad jafar Sadigh
عباس فتاح (استاد راهنما) مهدی کشمیری (استاد راهنما) محمدجعفر صدیق دامغانی زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Soroush Yazdani
سروش یزدانی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Design and adaptive control of multi-task planning of a wheeled mobile manipulator
A kinematically redundant manipulator possesses more joints than those strictly required to execute its task. This provides the robot with an increased level of dexterity that may be used to avoid singularities, joint limits, and workspace obstacles, but also to minimize joint torque, energy or, in general, to optimize suitable performance indexes.Application of robots in industrial sectors has been very impressive with new advances in technology. Nowadays, mobile robots are used in many applied industrial applications due to their high mobility. One of the properties of these robots is its redundancy of degrees of freedom. Although, this redundancy makes the kinematics, dynamics and control of these robotic systems more complicated, however, it reduces singular points or it has the ability to do secondary tasks during robot motion. Path planning of a redundant robot is highly dependent on the kinematic and dynamic model of the robot. In this thesis, an adaptive path planning and control of a wheeled mobile manipulator which is inherently a redundant robot has been investigated. Also, the problem of path planning and control of the robot for multi-priority task operations has been considered.First of all, optimal path planning problem for a set of kinematic and dynamic indices is done analytically. Due to the model-based nature of optimal path planning problem, the design and adaptive control of an optimal path have been used as an approach to tackle the problem. Study shows that using improved parameters of an adaptive controller in the path planning section caused more optimal designed paths. This study has been performed for correcting an optimal path planning problem with dynamic indices, since one can expect more effect of the adapted parameters.In a path planning problem with local indices, a new method is provided for real time and approximate optimization and implemented on the wheeled mobile manipulator. In the proposed method, the optimizer section has been combined to the tracker section. Tracker has the responsibility of robot's end effector trajectory control on the desired path, while the approximate optimizer has the role of optimizing the kinematic and dynamic indices. This optimizer has the capability to be implemented online for a wide range of indices.Also, in this thesis, for multi-task operation, robot's dynamics has been decoupled into the task space motion and configuration space motion .Considering priority of the task space motion to the configuration space motion, control of the robot in this operation has been investigated. This approach can be used in a wheeled mobile robot to perform an obstacle hitting free task. Key Words: Redundant manipulator , Wheeled Mobile Manipulator, Optimal Path Planning, Adaptive Control
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و فن آوری، کاربرد ربات ها در صنعت بسیار چشمگیر شده است. استفاده از ربات های متحرک به علت تحرک پذیری و مانورپذیری بالا در کارخانه ها بسیار رایج شده است. از جمله مباحثی که در اینگونه ربات ها مطرح است، مبحث افزونگی درجات آزادی است. هر چند به دلیل افزونه بودن درجات آزادی سیستم، پیچیدگی سینماتیکی، دینامیکی و کنترلی بیشتری در این دسته از سیستم های رباتیکی بوجود می آید، اما از طرف دیگر این موضوع می تواند منجر به کاهش نقاط منفرد و یا امکان انجام عملیات های ثانوی در طول مسیر حرکت ربات گردد. طراحی مسیر رباتهای افزونه شدیداً وابسته به مدل سینماتیکی و دینامیکی ربات است. در این تحقیق چگونگی طراحی و کنترل تطبیقی یک بازوی مکانیکی با پایه متحرک چرخ دار که ذاتا یک ربات با افزونگی درجات آزادی است مورد توجه قرار گرفته است و دو مسئله طراحی مسیر بهینه و کنترل ربات در یک عملیات دو فعالیتی بررسی شده است. ابتدا مسئله طراحی مسیر بهینه برای مجموعه ای از اندیس های سینماتیکی و دینامیکی به صورت تحلیلی انجام گرفته است. با توجه به ماهیت مدل مبنا بودن مسئله طراحی مسیر، مسئله طراحی و کنترل تطبیقی مسیر بهینه به عنوان رویکردی در طراحی مسیر مطالعه شده است. مطالعه انجام گرفته نشان می دهد استفاده از پارامترهای اصلاح شده کنترل کننده در بخش طراح مسیر منجر به بهینه تر شدن مسیر طراحی شده می شود. از آنجا که کنترل کننده تطبیقی مورد استفاده، با رویکرد اصلاح تاثیر پارامترهای فیزیکی(جرم، اینرسی و غیره) طراحی شده است، اثر اصلاح پارامترها در طراحی تطبیقی مسیر برای اندیس های دینامیکی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است.. در خصوص طراحی مسیر برای اندیس های محلی روشی برای بهینه سازی تقریبی و بلادرنگ ارائه و برای ربات متحرک چرخ دار پیاده سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در روش پیشنهادی بخش بهینه ساز به قسمت تعقیب کننده منتقل شده است. تعقیب کننده وظیفه کنترل مسیر حرکت ربات روی مسیر مرجع را دارد و بهینه ساز تقریبی نیز وظیفه بهینه نگه داشتن اندیس سینماتیکی یا دینامیکی موردنظر را برعهده دارد. این بهینه ساز تقریبی قابلیت برخط شدن را در مجموعه وسیعی از اندیس ها دارد. از مزایای این روش این است که چنانچه حل تحلیلی یا عددی معادلات بهینه سازی در کنار محاسبات کنترلی در مدت زمان محدود پریود نمونه برداری امکان پذیر نباشد، می توان با استفاده از این ساختار بهینه ساز، در ازای تقریبی شدن بهینه سازی، بهینه سازی را به صورت بلادرنگ انجام داد. همچنین در این پایان نامه با تقسیم دینامیک ربات به دو بخش فضای کار (حرکت پنجه) و فضای هیئت (حرکت داخلی) و تقدم بخشیدن به حرکت فضای کار نسبت به فضای هیئت مسئله کنترل مسیر حرکت ربات در یک عملیات دو فعالیتی نیز بررسی شده است. یکی از استفاده های سودمندی که از این توانایی می توان کرد اینست که، ربات بدون برخورد به موانع مسیر مطلوب را طی کند. کلمات کلیدی : افزونگی درجات آزادی، بازوی مکانیکی با پایه متحرک، بهینه سازی، حساب تغییرات، کنترل تطبیقی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی