طراحی و ساخت یک ربات ماهی با دم انعطاف پذیر و کنترل حرکت آن با کنترلر فازی
چکیده
در این مقاله طراحی، ساخت و کنترل یک ربات ماهی با دم انعطاف پذیر ارائه شده است. در ابتدا تاریخچه ای از رباتماهی ها، الگوریتمهای کنترلی مورد استفاده و پژوهشهای صورت گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، مکانیزم حرکتی ربات پیشنهادی ارائه شده و طراحی بخشهای مکانیکی و الکتریکی آن به تفصیل مورد بررسی قرار میگیرد. در طراحی ربات پیشنهادی، ابعاد و ساختار آن از یک ماهی قزل آلای رنگین کمان الگو برداری شده است. سازه ربات ماهی مورد نظر از دو قسمت مشتمل بر بدن و دم انعطاف پذیر تشکیل شده است. برای ایجاد حرکت نوسانی دم از یک سروموتور بهره گرفته شده که در آن حرکت نوسانی با مدولاسیون پهنای پالس کنترل میگردد. بخش الکتریکی ربات شامل برد الکتریکی، مدارهای الکترونیکی و میکرو کنترلر روی یک شاسی آلومینومی نصب گردیده و پس از قرار گرفتن در محفظه مورد نظر آب بندی گردید. دم انعطاف پذیر به انتهای محفظه آب بندی شده متصل و انتقال نیروی عملگر الکتریکی به آن توسط پولی و کابل سیمی کششی صورت گرفت. با عنایت به اینکه سیستم دینامیکی مورد نظر غیر خطی است از یک کنترلر فازی برای کنترل حرکت ربات ماهی جهت رسیدن به هدف بهره گرفته شد. حرکت ربات ماهی در فرایند حلقه بسته توسط نرم افزار متلب شبیه سازی گردید و عملکرد آن به صورت تجربی در یک محیط محدود مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد قابل قبول این ربات در کنار سادگی طراحی آن از ویژگیهای بارز سیستم پیشنهادی است.