Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
12
1
gregorian
2017
3
1
17
1
online
1
fulltext
fa
روشی جدید برای نگاشت ماتریس های سفتی، میرایی و جرم بین فضای مفصل و کارتزین برای جابجایی های بزرگ در کنترل امپدانس
A new mapping method for joint and Cartesian stiffness, damping and mass matrices for large displacement in impedance control
این مقاله به بررسی روش‏های گوناگون نگاشت ماتریسهای سفتی، میرایی و جرم بین فضای مفصل و کارتزین در مبحث کنترل امپدانس ربات‏ها می‏پردازد. نگاشت بین این دو فضا، از موضوعاتی است که به صورت ویژه برای ماتریس سفتی ربات‏های سری و موازی مورد بررسی و استفاده بسیاری از محققان واقع شده است. اما تمامی روابط نگاشت ارائه شده پیش از این برای جابجایی‏های کوچک یا همان حالت استاتیکی بیان شده‏ اند. در واقع تاکنون برای جابجایی‏های بزرگ یا مسائل دینامیک، روابط صحیحی ارائه نشده است. بنابراین در پژوهش حاضر، نگاشت امپدانس با بررسی روش‏های قدیمی و همچنین ارائه یک روش جدید، بررسی می‏ گردد. روش پیشنهادی، نگاشت برای جابجایی‏های بزرگ نامیده شده است. با بررسی پژوهش‏های قدیمی، دو روش شاخص برای نگاشت ارائه شده که به همراه روش پیشنهادی، مورد بررسی قرار می‏گیرند. بدین منظور آزمایشی در نرم‏ افزار متلب، محیط شبیه‏ سازی سیمولینک، طراحی و پیاده‏ سازی شده تا تفاوت بین روش‏ها را به صورت واضح بیان کند. سپس آزمایش پیشنهادی با پیاده‏ سازی عملی روی یک ربات اسکرا انجام شده است. چنانکه نتایج شبیه‏ سازی و پیاده‏ سازی عملی نشان می‏دهد، فقط روش پیشنهادی قادر به نگاشت صحیح ماتریس‏های سفتی، میرایی و جرم در جابجایی‏های بزرگ است. بقیه روش‏ها، بخصوص با دور شدن از موقعیت تعادل یا همان موقعیت اولیه ربات، با انحرافات بیشتری همراه می‏ شوند. همچنین با بررسی دقیق‏ تر نتایج نگاشت پارامترهای کنترل امپدانس، تفاوت اصلی در نگاشت ماتریس سفتی و میرایی مشاهده شد، در حالی که نتایج نگاشت ماتریس جرم یکسان بدست آمد.
This paper investigates mapping of stiffness, damping and mass matrices for joint and Cartesian space in robot impedance control. The stiffness mapping is studied more than others for serial and parallel robots by lots of researchers. But all the mapping methods are considered for small displacement or static problems. In fact there is no formulation for large displacement or dynamic problems. So in the presented paper, impedance mapping is studied by considering old methods against new one. The new proposed method is called Large Displacement Mapping Method. Two main methods are presented in researchers’ works and are studied beside the new proposed one in this paper. A test is designed and simulated by Simulink/MATLAB in order to analyze different methods clearly. Then the proposed test is applied on a SCARA robot practically. According to simulation and experimental results, only the proposed method can map the stiffness, damping and mass matrices in large displacement case. The results show, as robot is getting away from the initial position, more deviation is happened. Considering impedance control mapping results, two main differences are seen in stiffness and damping matrices while mass matrix mapping result is the same in all three methods.
کنترل امپدانس,نگاشت امپدانس,فضای مفصل,فضای کارتزین
Impedance Control,Impedance Mapping,Joint space,Cartesian Space
117
128
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-20208-4&slc_lang=fa&sid=15
Ali
Mousavi Mohammadi
علی
موسوی محمدی
100319475328460067510
100319475328460067510
No
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد / دانشگاه فردوسی مشهد
Alireza
Akbarzadeh Tootoonchi
علیرضا
اکبرزاده
100319475328460067492
100319475328460067492
Yes
Professor-Mechanical Engineering-Ferdowsi University of Mashhad
استاد/دانشگاه فردوسی مشهد
Iman
Kardan
ایمان
کاردان
100319475328460067511
100319475328460067511
No
دانشجوی دکتری / دانشگاه فردوسی مشهد