کاربرد آنالیز مودال در کاهش ارتعاشات و بهینه سازی کنترل حرکت ربات استوارت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی/ آبادان / ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی/آبادان/ایران

چکیده

ربات استوارت در دسته ربات‌های موازی قرار دارد که شامل دو سکوی بالایی و پایینی می‌باشد که این دو سکو توسط 6 بازو و به وسیله‌ی مفاصل کروی به یکدیگر متصل شده‌اند. این ربات کاربرد گسترده ای در شبیه سازهای فضایی و پرواز دارد و با توجه به حساس بودن نتایج خروجی آن به کنترلر ضروری بود خطاها و نویز مسیرحرکتی ربات به حداقل می‌رسید. دراین پژوهش به ارائه یک روش نوین برای کنترل ربات‌ها و همچنین مدلی جامع برای شناسایی رفتار ارتعاشی می‌پردازیم. بنابراین طبق این مدل می‌توان ارتعاش را به راحتی و بدون ایجاد مشکل کنترل نمود، پس از دست یابی به معادلات دینامیکی و کنترلی بازوهای ربات، از آنالیز مودال به منظور کنترل ارتعاشات ربات استفاده شد. نتایج حاصل از نظر بازوهای صلب و انعطاف پذیر در نقاط مختلف بازوی ربات مورد بررسی قرار گرفت. مدلسازی با فرض استفاده از مدل دینامیکی سیستم و انعطاف پذیر بودن حرکت بازوها و با بهره گیری از نرم افزار متلب انجام شد، این روش، نشان می‌دهد که، در ربات دارای اتصالات ارتجاعی به‌دلیل افزایش درجات آزادی، ارتعاشات نیز افزایش می یابد و در نتیجه کنترل آن نیاز به صرف انرژی بیشتری نسبت به مدل اتصال صلب به منظور کنترل مکان ربات دارد همچنین میزان خطای مسیر حرکت ربات نسبت به مسیر مرجع کمتر از 15 سانتیمتر و 3 درجه بود که این امر ناشی از کاهش ارتعاشات ربات با استفاده از روش آنالیز مودال بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of Modal Analysis in Vibration Reduction and Optimization of Stewart Robot Motion Control

نویسندگان [English]

  • Yasser Yousefnejadian 1
  • Aliakbar Azemati 2
1 mechateronic.islamic azad university.abadan.iran
2 Mechanic.islamic azad university.abadan.iran
چکیده [English]

Stewart robot falls into the category of parallel robots, consisting of two upper and lower platforms. The top platform, the moving platform and the bottom platform, are fixed, with the two arms connected by six spheres with spherical joints. In this study, we present a novel method for controlling robots and a comprehensive model for vibration detection. After developing the governing equations of the robot arms, we performed a modal analysis to control the robot position. The results of rigid and flexible arms in different parts of the robot arm using the aforementioned controller were studied. Comparing the results, it can be said that in the robot model with elastic joints, due to the increase in degrees of freedom, the level of vibrations increased, thus, controlling the robots with elastic joints is more demanding than the that in the corresponding robot with rigid joints.. Also, by applying perturbations to the system, it was found that the performance of the controller was affected by disturbances to the system and the location error was increased. Finally, it can be stated that in the control system, determining the optimal coefficients in the relationships plays a major role in the performance of the controller.
Keywords

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stewart Robot
  • tracking control
  • Vibration Reduction
  • Modal Analysis