نام پژوهشگر: مهیار نراقی

کنترل هوشمند ربات سیار فرمانش لغزشی برای دنبال کردن مسیر بر مبنای دوربین
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) - دانشکده مهندسی مکانیک 1387
  وحید نظری   مهیار نراقی

هدف از ارایه این پایان نامه بررسی کنترل هوشمند ربات سیار فرمانش لغزشی برای دنبال کردن مسیر بر مبنای دوربین است. بدین جهت رهیافت های مختلف منطق فازی نظری کنترل منطق فازی کنترل فازی –تطبیقی کنترل فازی با تقسیم بندی فضای ورودی کنترل ترکیبی فازی pid و کنترل فازی مود لغزشی سرعت و گشتاور ربات به منظور دنبال کردن یک مسیر از پیش معلوم به کار گرفته شده است مسیر حرکت ربات توسط نشان هایی روی زمن دنبال کردن مسیر مبتنی بر الگوریتم استخراج خطا می باشد. ربات به کمک دوربین ccd مسیر را دنبال می کند. بررسی مقالات نشان می دهدکارهایتحقیقاتی متعددی پیرامون مدل سازی و کنترل ربات های سیار رانش تفاضلی با چرخ بندی های مختلف اعم از دو چرخ سه چرخ و چهار چرخ صورت گرفته است. اما در خصوص کلاس ربات های سیار چهار فرمانش لغزشی این تحقیقات اندک است مدل سازی دینامیکی این ربات ها به دلیل برهم کنش پیچیده در ناحیه تماس چرخ و زمین دشوار است. این بر هم کنش ها در بدست آوردن یک مدل دقیق از رفتار ربات بسار مهم است. لغزش در حین حرکت ربات کنترل حرکت را در این گونه ربات ها دشوار تر از سایر کلاس های ربات بسیار کرده است. مروری بر مقالات نشان میدهد که کنترلر های طراحی شده به روش منطق قازی به دلیل عدم نیاز به مدل سیستم سهولت در پیاده سازی حجم محاسباتی کم انعطاف پذیر بودن حساسیت کمتر خروجی کنترلر به تعییرات سیستم مقاوم بودن در برابر اثرات نویز اغتشاش و عدم قطعیت ها می تواند کاندیدای مناسبی برای کنترل این گونه ربات ها باشد این موضوع تاکنون برای دنبال کردن مسیر توسط این کلاس از ربات ها به کمک دوربین مورد بررسی قرار نگرفته است. بدین منظور سینماتیک و دینامیک ربات های سیار فرمانش لغزش مورد استفاده قرار گرفته است. ممعادلات دینامیکی سیستم با در نظر گرفتن مدل تایرهای بادی و با استفاده از معادلات انرژی می باشد. معادلات دینامیکی سیستم با در نظر گرفتن مدل تایرهای بادی و با استفاده از معادلات انرژی می باشد. معادلات سینماتیکی و دینامیکی به همراه مدل دوربین نصب شده بر روی ربات در محیط matlab/simulink شبیه سازی شده و کارایی کنترلرهای طراحی شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. کارایی کنترلرهای طراحی شده در حضور تغییر پارامترهای سیستم تغییر ضریب اصطکاک زمین اغتشاش خارجی بصورت حذف نشان های زمنی و شرایط اولیه مختلف نشان داده شده است . در انتها نتایج کنترلرهای فوق با سایر روشهای کنترلی پیاده سازی شده مبتنی بر کارهای گذشته بر روی ربات همچون کنترل مود لغزشی با لایه مرزی ثابت و متغییر و کنترلر تطبیقی مدل مرجع مقایسه شده و پیشنهاد تحقیقات در آینده ارایه شده است

مدل سازی قوای محرکه خودرو honda insight با استفاده از روش های شناسایی سیستم ها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) - دانشکده مهندسی مکانیک 1387
  سعید بهرامی   مهیار نراقی

افزایش قیمت فرآورده های نفتی و همچنین گسترش قوانین سخت گیرانه محیط زیستی سبب شده تا صنعت خودروسازی جهان دو هدف را سرلوحه فعالیت های خود قرار دهد : یکی کاهش آلاینده خودروها و دیگری کاهش مصرف سوخت. یکی از راه حل هایی که برای دستیابی به این اهداف توسط صنایع خودروسازی و هم چنین از طرف دولت ها دنبال می گردد خودروهای دورگه می باشد. در این خودروها با اضافه کردن یک موتور الکتریکی به مجموعه قوای محرکه خودرو به طرق مختلف سعی می شود تا این اهداف محقق گردد. مهمترین مسیله در طراحی خودروهای دورگه الگوریتم توزیع توان آنها می باشد که مشخص کننده نحوه استفاده از موتور احتراقی و موتور الکتریکی در نقاط مختلف عملکردی خودرو به منظور دست یابی به بهترین حالت عملکرد خودرویی، مصرف سوخت و آلاینده ها می باشد که این الگوریتم نیازمند مدل تمام اجزای قوای محرکه می باشد. در این پایان نامه مدل موتور احتراقی، مجموع موتور احتراقی و موتور الکتریکی و مجموعه کلاچ تا چرخ خودروی hondo insight به روش شناسایی سیستم ها تهیه شده است. علت اصلی استفاده از این روش مدل سازی عدم وجود اطلاعات دقیق از اجزا مختلف این خودرو و پیچیدگی بالای سیستم می باشد. مدل هایی مختلفی در شناسایی سیستم وجود دارند که با توجه به شرایط مسیله و هدف مدل سازی می توان از آنها استفاده کرد. از آنجایی که به منظور الگوبرداری خودروی مورد نظر دقت و قابلیت تفسیر و تعمیم مدل ها دارای اهمیت ویژه ای می باشد، از مدل های فازی (lolimot) به منظور مدل سازی اجزا پیچیده و از مدل های خطی به منظور مدل سازی اجزا ساده تر استفاده شده است. مدل فازی lolimot علاوه بر ویژگی های فوق از مزیت های دیگری نظیر عدم حساسیت به شرایط اولیه، آموزش سریع و شناسایی پیچیدگی سیستم برخوردار می باشد که نتایج مدل سازی اجزا مختلف این خودرو و صحه گذاری مدل ها به وسیله آزمون های انجام شده این مزیت ها را تأیید می نماید. نتایج مدل سازی اجزا مختلف این خودرو به وسیله این الگوریتم نشان داد که چگونه دورگه سازی می تواند پراکندگی نقاط عملکردی موتور احتراق داخلی یک خودرو را کاهش دهد. این همان ایده ای است که خودروهای خفیف دورگه برای بهینه سازی مصرف سوخت دنبال می کنند. یعنی مدیریت موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی بطوری که این اجزا همواره در یک نوار باریک در اطراف نقاط عملکردی بهینه خود کار کنند. البته این مدل ها دارای معایبی نیز می باشند که مهمترین آنها وابستگی آنها به تجربه کاربر و نیاز به آزمون و خطا کردن برای رسیدن به نتیجه مطلوب می باشد.

کنترل آشوب در حرکت روبات دوپای غیر فعال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) - دانشکده مهندسی مکانیک 1387
  سجاد تقوایی   محمدحسن غفاری سعادت

در این پایان نامه دینامیک آشوب ناک روبات ساده دوپا مورد بررسی قرار گرفته و کنترل آشوب در مورد آن اعمال گردیده است. پس از ارایه مدل دینامیکی، با استفاده از ابزارهای بررسی دینامیک آشوب نضیر نگاشت پوانکاره، ویژگی های آشوب ناک این سیستم مورد بررسی قرار گرفته و پس از آن به منظور اعمال الگوریتم کنترل آشوب، مدارهای پریودیک ناپایدار در جاذب آشوب ناک، از پتج روش مختلف شناسایی شده اند. روش بازگشت نزدیک، روش تحلیل آماری داده های انتقال یافته، خطی سازی نگاشت پوانکاره، روش simplex، و الگوریتم تکراری efficient، روش های بکار رفته جهت شناسایی مدارهای پریودیک مراتب اول و دوم در جاذب آشوب ناک می باشند. در نهایت پس از مقایسه مزایا و معایب هر یک از این روش ها، الگوریتم کنترل آشوب موسوم به ogy، مطرح شده و به یک روبات دوپای غیر فعال اعمال گردیده است. پس از آن با استفاده از ابزار شبکه های مصنوعی، کنترل دیگری برای کنترل آشوب در روبات دوپا طراحی شده است که دارای کارکردی با انعطاف پذیری و مقاومت بالا می باشد. پس از بررسی نتایج اعمال الگوریتم ogy و کنترل شبکه عصبی بر روبات دوپای راه رونده بر سطح شیب دار. مزایا و معایب روش ها با یکدیگر مقایسه شده اند.

کنترل یکپارچه شاسی-رویکرد بهینه تطبیقی توزیع نیروهای تایری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) - دانشکده مهندسی مکانیک 1386
  علی روشن بین   مهیار نراقی

در طرح پژوهشی حاضر، کنترل یکپارچه ی خودرو بر پایه ی سیستم استنتاج فازی و تکنیک بهینه سازی چندمتغیره مطالعه شده است برخورد جدیدی از بکارگیری " کنترلر منطق فازی با فراموشی نمایی "به همراه روش جدیدی برای" توزیع بهینه تطبیقی نیروهای ترمزگیری و دورزنی" ارایه شده است. ترمز گیری و فرماندهی مستقل در هر چرخ، به ترتیب بوسیله ی سیستم ترمز ضدقفل و سیستم هدایت با سیم، بهعنوان ورودی کنترلی درنظر گرفته شده اند از نقطه نظر ریاضی ترکیب های گوناگونی از این ورودی های کنترلی را می توان یافت که اهداف کنترلی را ارضا کنند علی رغم این مطالب به جهت محدودیت های فیزیکی محرک ها و تابرها هر ترکیبی از آنها منجر به ارضاء اهداف کنترلی نمی گردد از اینرو برای حصول پاسخ بهینه، یک مساله ی بهینه سازی در حضور سه معادله و هشت نامعادله ی قیدی حل شده است. از سوی دیگر عمل کنترل یکپارچه با تنظیم به هنگام ضرایب تابع هزینه، سازمان داده می شود. اثربخشی و کارایی سیستم یکپارچه ی کنترل شاسی از طریق شبیه سازی های عددی نشان داده شده است. بدین منظور از یک مدل دینامیکی غیرخطی نه درجه آزادی خودرو برای سیستم شبیه ساز استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که سیستم کنترلی پیشنهادی بصورت موثری از نیروهای اصطکاک تایری بهره می گیرد و می تواند بطور قابل توجهی فرمانپذیری و پایداری خودرو را بهبود بخشد. از سوی دیگر با ارایه ی یک مکانیزم تطبیقی مناسب اثرات منفی ناشی از سیستم کنترل مستقیم گشتاور چرخشی مانند تغییرات نامطلوب در سرعت و شتاب طولی خودرو و همچنین کاهش مسافت توقف در شرایط بحرانی، کمینه شده اند.