دانلود رساله دکتری رشته برق - طراحی و پیاده سازی کنترلگر موقعیت برای روبات کشسان‌ مفصل با لحاظ مسئلة اشباع عملگر با فرمت ورد

اختصاصی از هایدی دانلود رساله دکتری رشته برق - طراحی و پیاده سازی کنترلگر موقعیت برای روبات کشسان‌ مفصل با لحاظ مسئلة اشباع عملگر با فرمت ورد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فهرست مطالب

فهرست مطالب... ‌أ

فهرست اشکال. ‌د

فهرست جداول. ‌و

1-     مقدمه. 1

1-1-   جایگاه روباتهای کشسان‌مفصل در مهندسی کنترل. 1

1-2-   مشکلات کنترل روباتهای کشسان‌مفصل.. 3

1-3-   کنترل با وجود محدودیت دامنه. 5

1-4-   نوآوریهای این پژوهش.... 7

1-5-   نمای کلی رساله. 9

2-     مروری بر پژوهشهای قبلی و بیان چالشها 11

2-1-   کنترل روباتهای کشسان‌مفصل.. 11

2-1-1-  پژوهش‌های اولیه. 12

2-1-2-  ادامة خط اولیه. 15

2-1-3-  ارتقای مدل. 17

2-1-4-  پیشنهادات مختلف برای کنترل. 18

2-1-5-  کمیت‌های فیدبک شده و تقلیل اندازه‌گیری‌ها 19

2-1-6-  کنترل تطبیقی.. 21

2-1-7-  کنترل مقاوم و پایداری.. 22

2-1-8-  پیاده‌سازی عملی.. 25

2-1-9-  جمعبندی و بیان چالشها 27

2-2-   مسئلة اشباع عملگر و روشهای برخورد با آن. 28

2-2-1-  مشکلات ناشی از اشباع. 28

2-2-2-  روشهای عمومی برخورد با مسئلة اشباع. 31

2-2-3-  روشهای بهینه و مقاوم در برخورد با اشباع. 32

2-2-4-  روشهای تعدیلی.. 34

2-2-5-  مسئلة اشباع در روباتها 37

3-     حلقة ناظر فازی، روشی برای برخورد با مسئله اشباع عملگر. 40

3-1-   بیان مسئله. 42

3-2-   معرفی روش.... 43

3-3-   مزایای روش پیشنهادی.. 46

3-4-   استفاده از حلقة ناظر بر روی دو سیستم عمومی.. 49

3-4-1-  سیستم ناپایدار دو ورودی-دو خروجی.. 50

3-4-2-  سیستم دارای تأخیر. 52

3-5-   نکات عملی در طراحی.. 56

4-     مسئلة اشباع در FJR و استفاده از روش حلقة ناظر برای برخورد با آن. 59

4-1-   مدلسازی روباتهای کشسان‌مفصل.. 59

4-1-1-  کنترل ترکیبی و رویکرد رویة ناوردا برای کنترل FJR ها 64

4-2-   استفاده از حلقة ناظر در ساختار ترکیبی برای FJR.. 69

4-3-   بررسی عملکرد روش ارائه شده با شبیه‌سازی.. 71

4-4-   اثبات پایداری برای ساختار «ترکیبی + ناظر» 75

4-4-1-  پایداری زیر سیستم تند. 77

4-4-2-  لم‌های مورد نیاز برای اثبات پایداری.. 80

4-4-3-  اثبات پایداری سیستم کامل.. 85

5-     نگاه دوم: روشهای بهینة H¥ و H2 برای مقابله با اثرات اشباع در FJR.. 90

5-1-   طراحی با رویکرد حساسیت مخلوط.. 94

5-2-   طراحی با رویکرد H2 /H¥. 96

5-3-   بررسی کارایی روشهای ارائه شده 97

6-     پیاده‌سازی عملی.. 107

6-1-   معرفی مجموعة آزمایشگاهی ساخته شده 108

6-1-1-  سخت‌افزار الکترومکانیکی.. 108

6-1-2-  نرم‌افزار  113

6-2-   مدل پارامتریک سیستم. 117

6-3-   تخمین پارامترهای سیستم. 119

6-4-   نتایج پیاده‌سازی.. 123

6-4-1-  کنترل ترکیبی.. 127

6-4-2-  کنترل ترکیبی تحت نظارت ناظر فازی.. 130

7-     نتایج و تحقیقات آتی.. 136

پیوست الف: کنترل ترکیبی و رویکرد رویة ناوردا برای FJR چند محوره 141

پیوست ب: طراحی کنترل بهینة چند‌منظوره مبتنی بر نرم H¥ با تبدیل به LMI. 152

پیوست ج: راهنمای کار با جعبه‌ابزار زمان حقیقی نرم‌افزار MATLAB.. 158

پیوست د: راهنمای فنی روبات خواجه‌نصیر. 164

پیوست هـ : نتایج بیشتری از پیاده‌سازیها 167

واژه‌نامه انگلیسی به فارسی.. 173

واژه‌نامه فارسی به انگلیسی.. 174

مقالات استخراج شده از این پژوهش.... 175

مراجع  176

فهرست اشکال

شکل ‏1‑1- بازوی ایستگاه فضایی بین‌المللی.. 3

شکل ‏1‑2- دست 4 انگشتی DLR و میکرو‌هارمونیک‌درایو به کار رفته در آن. 3

شکل ‏2‑1- ساختار ارائه شده در مقالة [108] برای مقابله با اشباع. 35

شکل ‏3‑1- سیستم حلقه بسته. 43

شکل ‏3‑2- ساختار حلقه بسته با حضور حلقة ناظر. 43

شکل ‏3‑3- تعریف متغیرهای زبانی برای دامنة سیگنال کنترل. 45

شکل ‏3‑4- تعریف متغیرهای زبانی برای مشتق سیگنال کنترل. 45

شکل ‏3‑5- تعریف متغیرهای زبانی برای بهرة ضرب شده در خطا 45

شکل ‏3‑6- نگاشت غیر خطی معادل با منطق مورد استفاده 48

شکل ‏3‑7- خروجیها در حالت Sat 51

شکل ‏3‑8- خروجی اول در دو شبیه‌سازی Fuz و NoSat 51

شکل ‏3‑9- خروجی دوم در دو شبیه‌سازی Fuz و NoSat 52

شکل ‏3‑10- مقدار بهره در شبیه‌سازی Fuz. 52

شکل ‏3‑11- خروجی سه حالت NoSat، Sat و Fuz برای ورودی مرجع با دامنة 5/0. 54

شکل ‏3‑12- خروجی سه حالت NoSat، Sat و Fuz برای ورودی مرجع با دامنة 7/0. 54

شکل ‏3‑13- خروجی سه حالت NoSat، Sat و Fuz برای ورودی مرجع با دامنة 9/0. 54

شکل ‏3‑14- مقدار بهرة اعمال شده توسط ناظر برای ورودی مرجع با دامنة 9/0. 55

شکل ‏3‑15- اثر حلقة ناظر بر دامنة کنترل برای ورودی مرجع با دامنة 9/0. 55

شکل ‏4‑1- روبات کشسان‌مفصل یک درجه آزادی.. 65

شکل ‏4‑2- ساختار کنترل ترکیبی برای FJR.. 70

شکل ‏4‑3- نحوة استفاده از حلقة ناظر برای FJR.. 71

شکل ‏4‑4- ردیابی در حالت NoSat، بدون محدودیت عملگر و بدون ناظر. 73

شکل ‏4‑5- ناپایداری ناشی از اشباع با کران d = 830 در حالت Sat 73

شکل ‏4‑6- ردیابی در حالت Fuz با کران اشباع به اندازة d = 830. 74

شکل ‏4‑7- مقدار l در حالت Fuz با کران اشباع به اندازة d = 830. 74

شکل ‏5‑1- نمودار حلقه بستة سیستم با عدم قطعیت ضربی در ورودی.. 92

شکل ‏5‑2- چگونگی وزن‌دهی سیگنالها برای مسئلة حساسیت مخلوط.. 94

شکل ‏5‑3- مدلهای شناسایی شده (P1 تا P20) و مدل نامی P0 98

شکل ‏5‑4- چگونگی اختیار کران بالای عدم قطعیت... 99

شکل ‏5‑5- نمودارهای بود دو کنترلگر. 102

شکل ‏5‑6- ردیابی برای ورودی مرجع سینوسی با d = 12. 103

شکل ‏5‑7- سیگنال کنترل برای ورودی مرجع سینوسی با d = 12. 104

شکل ‏5‑8- ناپایداری رویکردهای مختلف برای محدودیت دامنة d = 9. 105

شکل ‏6‑1- تصویر روبات مورد استفاده 108

شکل ‏6‑2- چگونگی عملکرد هارمونیک درایو. 109

شکل ‏6‑3- نمودار بلوکی روبات مورد استفاده 110

شکل ‏6‑4- تصویر مفصل کشسانِ ساخته شده 113

شکل ‏6‑5- مدل بلوکی بازوها 114

شکل ‏6‑6- مدل مورد استفاده برای اعمال ولتاژ به موتور دوم. 115

شکل ‏6‑7- مدل مورد استفاده برای خواندن کدگذار سوم. 116

شکل ‏6‑8- بازوی یک درجه با جعبه دنده 117

شکل ‏6‑9- دیاگرام بلوکی دینامیک بازوی یک محوره 118

شکل ‏6‑10- زاویة اندازه‌گیری شدة بازوی دوم و مقدار شبیه‌سازی شدة آن. 123

شکل ‏6‑11- زاویة اندازه‌گیری شدة موتور دوم و مقدار شبیه‌سازی شدة آن. 123

شکل ‏6‑12- کنترل حلقه بستة PD برای بازوی دوم با اندازه‌گیری مکان عملگر. 124

شکل ‏6‑13- رفتار بازو با کنترل PD صلب برای ورودی سینوسی.. 125

شکل ‏6‑14- کنترل حلقه بستة PD برای بازوی دوم با اندازه‌گیری مکان بازو. 126

شکل ‏6‑15- رفتار بازوی دوم با کنترل PD صلب با اندازه‌گیری مکان بازو. 126

شکل ‏6‑16- رفتار بازو با سوییچ کردن کنترل ترکیبی و کنترل صلب... 128

شکل ‏6‑17- رفتار بازو با کنترل ترکیبی با بهره بالا. 129

شکل ‏6‑18- دامنة کنترل در روش کنترل ترکیبی.. 130

شکل ‏6‑19- چگونگی پیاده‌سازی منطق نظارت... 131

شکل ‏6‑20- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال 20Sin(2t) برای نقطه کار 180 درجه. 133

شکل ‏6‑21- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال مربعی با دامنة 20 برای نقطه کار 0 درجه. 134

شکل ب‑1- دیاگرام بلوکی مسألة مخلوط H2/H¥. 152

شکل ج‑1- چگونگی نصب کارت جدید. 160

شکل ج‑2- تنظیمات مربوط به بلوکهای ورودی یا خروجی.. 161

شکل ج‑3- تنظیم پارامترهای شبیه سازی.. 161

شکل ج‑4- تنظیم پارامترهای زمان حقیقی.. 162

شکل ج‑5- تولید کد C ، ارتباط با پورت ، اجرای برنامه. 163

شکل د‑1- نمایی از رابط کاربر برنامة FjrInit.exe. 166

شکل ه ‑1- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال 40Sin(2t) برای نقطه کار 180 درجه. 167

شکل ه ‑2- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال 20Sin(4t) برای نقطه کار 0 درجه. 168

شکل ه ‑3- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال 20Sin(2t) برای نقطه کار 90- درجه. 169

شکل ه ‑4- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال مربعی با دامنة 20 برای نقطه کار 0 درجه. 170

شکل ه ‑5- اثر حلقة ناظر بر ردیابی سیگنال مربعی با دامنة 20 برای نقطه کار 0 درجه – با میرایی.. 171

فهرست جداول

جدول ‏2‑1- اولین مقالات ارائه شده در مورد روباتهای کشسان‌مفصل.. 12

جدول ‏2‑2- مقالاتی که خط اولیه را پی گرفته‌اند. 16

جدول ‏3‑1- قواعد فازی.. 46

جدول ‏4‑1- کران کمینة قابل قبول برای دو حالت Sat و Fuz. 73

جدول ‏4‑2- نرمهای خطا برای دو حالت Sat و Fuz به ازای مقادیر مختلف d. 74

جدول ‏5‑1- مقادیر dmin برای ورودیهای مختلف... 105

جدول ‏6‑1-ضریب کشسانی اندازه‌گیری شده برای نقطة کار 90 درجه. 121

جدول ‏6‑2-ضریب کشسانی اندازه‌گیری شده برای نقطة کار 90- درجه. 121

جدول ‏6‑3-پارامترهای شناسایی شده 122

جدول ‏6‑4-پارامترهای محاسبه شده 122

جدول د‑1- مشخصات موتور اول. 164

جدول د‑2- مشخصات موتور دوم همراه با جعبه دنده 164

جدول د‑3- مشخصات هارمونیک‌درایو. 164

جدول د‑4- مشخصات سیگنالهای اعمال شده از رایانه به روبات... 165

جدول د‑5- مشخصات سیگنالهای اندازه‌گیری شده توسط رایانه. 165