مدل سازی دینامیک ربات های پیوسته با المان های انحناء-ثابت و بدون حالات تکین محاسباتی
Abstract
مدل سازی ربات های پیوسته، با دو چالش دقت و زمان محاسبات روبرو است. در واقع، مدل های دقیق دارای مشکل حجم بالای محاسباتی می باشند، که منجر به عدم کارایی آن ها در کاربردهایی مانند کنترل برخط می گردد. این مقاله به ارائه روش جدیدی برای مدل سازی دینامیک بدنه ربات های پیوسته می پردازد. در این روش، شکل ربات با تعداد دلخواهی از المان های انحناء-ثابت (کمان دایروی) تخمین زده شده، معادلات دینامیک از روش انرژی لاگرانژ بدست می آیند. برای این منظور، ابتدا معادلات سینماتیک و دینامیک برای یک المان بدست می آیند. سپس، مدل سینماتیک ربات بصورت یک سری از المان های ذکر شده استخراج می گردد. در نهایت، به مدل سازی دینامیک بدنه ربات، با روش اولر-لاگرانژ پرداخته می شود. در این مقاله، دینامیک بدنه انعطاف پذیر ربات مورد توجه بوده، و مدل ارائه شده مستقل از نوع سیستم عملگری می باشد. علاوه بر آن، از مشکل حالات تکین محاسباتی، که در حالت صاف بودن المان های انحناء-ثابت اتفاق می افتد، اجتناب شده است. در پایان نیز، داده های حاصل از شبیه سازی مدل توسط نتایج حاصل از آزمون های تجربی صحه گذاری می شوند. نتایج نشان دهنده دقت مناسب مدل در پیش بینی رفتار دینامیک ربات های پیوسته می باشند. همچنین، مدل ارائه شده از لحاظ حجم محاسباتی مناسب بوده، برای کاربردهایی مانند کنترل برخط قابل استفاده است.