مدل سازی طراحی مسیر بهینه و کنترل ربات موازی-کابلی افزونه
Abstract
در این مقاله مدل سازی دینامیکی، طراحی مسیر بهینه و کنترل یک ربات افزونه کابلی ارائه شده است. طراحی مسیر در ربات های موازی مستلزم در نظر گرفتن ویژگی های سینماتیکی ربات برای تشخیص تکینگی و بررسی ساختار دینامیکی آن برای تعیین محدودیت های عملگری می باشد. بدین منظور سینماتیک و سینتیک ربات افزونه کابلی تحلیل شده است. در این مدل سازی، کابل های ربات بصورت صلب و بدون جرم در نظر گرفته شده اند و از کشیدگی و شکم یافتن کابل صرف نظر شده است. سپس، یک روش طراحی مسیر مبتنی بر نمونه گیری تصادفی و بر اساس درخت جستجوی تصادفی سریع برای افزایش نرخ همگرایی به سوی هدف ارائه می گردد. در این الگوریتم پارامترهای مسافت، تعداد جستجو و امنیت به عنوان قیود بهینگی تعریف می شوند. برای بررسی عملکرد الگوریتم در جلوگیری از برخورد با موانع، تعدادی مانع نیز در فضای کاری در نظر گرفته شده است. برای تعقیب مسیر بهینه یک کنترل کننده پیش خور بر روی ربات پیاده سازی و مانور ربات در حضور موانع تحلیل شده است. نظر به افزونگی ربات، تحلیل تفکیک افزونگی برای توزیع بهینه نیروها انجام می شود. الگوریتم های طراحی مسیر و کنترل بروی ربات کابلی آزمایشگاه ارس پیاده سازی شده و نتایج آزمایشگاهی بیانگر کارایی راهکار پیشنهادی می باشد.