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