بخشی از مقاله
چکیده
طرح کنترل کننده گام به عقب تطبیقی، برای تعقیب مسیر در حضور پارامترهای نامعین و اغتشاشهای خارجی ارائه میشود. اگر اغتشاش در نظر گرفته شود، کنترل کننده گام به عقب طراحی شده در این مقاله به صورت همزمان با استفاده از تکنیکهای تطبیقی نامعینی های سیستم را تخمین میزند و به خوبی مسیر و سرعت ربات را با کمترین خطا حالت ماندگار کنترل میکند. در این مقاله نتایج شبیه سازی شده به روش گام به عقب تطبیقی، روش PID و کنترل کننده مد لغزشی مقایسه شده است و نتایج بهبود این روش و برتری آن را نسبت به دیگر کنترل کنندهها نشان میدهد
مقدمه
طراحی کنترل کننده رباست برای ربات ها در حضور نامعینی در مدل سیستم یکی از چالش های بزرگ برای مهندسین کنترل است. در دهه های اخیر الگوریتم های کنترلی مختلفی برای دست یابی به این هدف ارائه شده است
طراحی کنترل کنندههای کهقبلاً ارائه شده اند مبتنی بر مدل دقیق ربات بوده است. متأسفانه در عمل پارامتر های فیزیکی به طور دقیق قابل اندازه گیری نیستند و زمانی که ربات اشیا مختلف را بر میدارد کینماتیک نهایی ربات تغییر میکند. برای مقابله با مساله عدم قطعیت کینماتیکی قانون کنترل پسخور برای دینامیک و کینماتیک ربات طراحی شده است
با ملاحظه نامعینی های دینامیک و کینماتیک کنترل کننده گشتاور محدود برای دستیابی به پایداری مجانبی در فضای کاری ربات ارائه شده است. روش کنترل کننده گام به عقب، ساختار حلقه بسته سیستماتیک بر اساس تابع لیاپانوف برای سیستم های غیر خطی ارائه میدهد. به دلیل طراحی ساده و پیاده سازی ساده این استراتژی کنترل در بسیاری از سیستم های کنترلی از قبیل کنترل پسخور خروجی در سیستم های غیر خطی استفاده می شود
در این مقاله کنترل کننده گام به عقب تطبیقی برای دستیابی به کنترل مسیر مطلوب در حضور نامعینی در دینامیک ربات ارائه شده است. در بخش دوم مقاله ربات و معادلات دینامیکی آن معرفی شده است. در قسمت سوم کنترل کننده گام به عقب برای یک سیستم با دو متغیر حالت و روابط آن ذکر شده است. در قسمت چهارم مسیر مطلوبی که محرکهای سیستم - موتورها - بایستی طی کنند و چگونگی تولید این مسیر معرفی شده است. در قسمت پنجم مراحل طراحی کنترل کننده ارائه شده است و در نهایت نتایج شبیه سازی و مقایسه آن با روش های کنترلی دیگر بیان شده است.
نحوه عملکرد ربات اسکارا
این نوع ربات از دو محور دورانی موازی برای ایجاد حرکت در صفحه افقی استفاده میکند. وزن دو بازو به تکیه گاه ربات منتقل میشود و نیروی جاذبه تأثیری در گشتاور این موتورها ندارد. محور سوم ربات حرکت عمودی در راستای محور z را ایجاد میکند. چهارمین درجه آزادی دورانی، گردش حول محور z را تولید میکند. از این نوع ربات به طور گسترده در مونتاژ قطعات و دستگاههای الکترونیکی و همچنین مونتاژ قطعات کوچک و متوسط مکانیکی استفاده میشود.
نحوه عملکرد ربات اسکارا
دینامیک شاخهی گستردهای از مکانیک است که در آن نیروهای پدید آورندهی حرکت مورد بررسی قرار میگیرند. برای اینکه یک بازوی رباتیک را از حالت سکون با شتاب فراینده به حرکت درآید، حرکت آن به نرمی با سرعت ثابت تداوم بخشیده میشود، و سرانجام با شتاب کاهنده به حالت سکون در میآید، در نتیجه باید مجموعه پیچیدهای از توابع گشتاوری را بوسیلهی محرکهای مفاصل اعمال شود.
شکل دقیق توابع گشتاور مورد نیاز که باید توسط محرکها اعمال شود، نه تنها وابسته به مشخصههای فضایی و زمانی مسیر پیموده شده بوسیله ی ابزار ربات است، بلکه به خواص جرمی لینکها، بار مفید، اصطکاک در مفصلها و غیره نیز بستگی دارد. یکی از روشهای کنترل بازوی مکانیکی ماهر برای حرکت در مسیر مورد نظر، استفاده از معادله های دینامیکی حرکت ربات، برای محاسبه ی این توابع گشتاور محرک است. شکل 1 نمونه ای از ربات اسکارا را نشان میدهد.
