مدلسازی و کنترل ربات های متحرک با بازوی 3 درجه آزادی
Abstract
یک بازوی رباتیکی نصب شده بر ربات متحرک را بازوی رباتیکی متحرک می نامند. معمولاً برای جلوگیری از انتقال ضربه به بازوی متحرک (ناشی از حرکت بر روی سطوح ناهموار)، تکیه گاه های بستر از مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند. انعطاف پذیری بستر موجب ایجاد ارتعاشات نامطلوبی در بستر و بازو خواهد شد، که می تواند ناشی از حرکت بستر بر روی سطوح ناهموار و یا نیروهای عکس العملی وارده از بازو به بستر، هنگام حرکت بازو، باشد. در این تحقیق روش های مختلف از بین بردن ارتعاشات مذکور معرفی شده، همچنین برای یک بازوی رباتیکی متحرک سه درجه آزادی با بستر انعطاف پذیر، که در آزمایشگاه مکاترونیک دانشگاه تربیت مدرس موجود می باشد، یک کنترلر ترکیبی بر اساس روش ریاضی آشفتگی منفرد ارائه شده است. برای بررسی عملکرد کنترلر، ابتدا کنترلر بر روی یک مدل شبیه سازی شده در نرم افزار matlab و سپس بر روی ربات مذکور نصب و آزمایش، و نتایج حاصل شده با تحقیقات گذشته مقایسه شده است. لازم به ذکر است که با انجام آزمایشات مودال بر روی بستر ربات، مدل دینامیکی بستر ربات استخراج گردیده است. همچنین به منظور جلوگیری از نصب تجهیزات اضافی بر روی ربات، از یک رویتگر، برای محاسبه شتاب بستر استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کنترلر ارائه شده قابلیت از بین بردن ارتعاشات بستر را، در هر دو حالت حرکت بستر بر روی سطوح ناهموار و نیز حرکت بازو، دارا می باشد. همچنین به دلیل کوچک بودن مقادیر ورودی ها، در قسمت تند کنترلر، خطای زوایای مفاصل بسیار ناچیز است (پاسخ لایه مرزی)، و در نتیجه کنترلر اختلالی در مکان کارگیر ایجاد نخواهد کرد.