مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل تطبیقی ربات موازی 3PUU روی مسیرهای بهینه تولید شده توسط الگوریتم جستجوی هارمونی

نویسندگان
1 فارغ التحصیل / دانشگاه شهید بهشتی
2 عضو هیات علمی، دانشگاه قم
چکیده
در این مقاله به طراحی کنترل کننده تطبیقی به صورت تلفیقی از روش خطی‌سازی بازخوردی و تئوری پایداری لیاپانوف، برای یک ربات موازی پرداخته شده است. با در نظر گرفتن یک مکانیزم موازی سه درجه آزادی برای ربات که سبب حرکت انتقالی خالص در مجری نهایی می‌شود، ابتدا معادلات حاکم بر سینماتیک و معادلات قید به دست آمده و سپس به منظور کنترل ربات، مدل دینامیکی سیستم مقید با استفاده از روش لاگرانژ استخراج شده است. پس از استخراج مدل دینامیکی ربات مورد مطالعه، با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی، دو مسیر بهینه برای مجری نهایی در حضور موانع، برای ردیابی توسط ربات طراحی شده است. یک تابع هدف بر اساس دستیابی به کوتاه‌ترین مسیر و عدم برخورد با موانع با حفظ فاصله حاشیه‌ای از آنها تعریف شده است. مسیر اول، یک مسیر دو بعدی در حضور چهار مانع دایره‌ای و مسیر دوم، یک مسیر سه بعدی در حضور سه مانع کروی می باشد. عملکرد کنترل کننده طراحی شده در شرایط مختلف از جمله در حضور اغتشاش خارجی و تغییر پارامترهای سیستم، شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی با وجود اغتشاش خارجی و عدم قطعیت و تغییر در پارامترهای مدل، قادر به کنترل حرکت مجری نهایی روی مسیرهای طراحی شده با عملکرد مطلوب می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Adaptive Control of a 3-PUU Parallel Robot on Optimized Trajectories Generated by Harmony Search Algorithm

نویسندگان English

Mahmood Mazare 1
Mohammad Rasool Najafi 2
2 Faculty member, University of Qom
چکیده English

In this paper, design of an adaptive controller, as a combination of feedback linearization technique and Lyapunov stability theory, is presented for a parallel robot. Considering a three degree-of-freedom parallel mechanism of the robot, which serves pure translational motion for its end-effector, kinematic and constraint equations are derived. Then the dynamic model of the constrained system is extracted via Lagrange’s method to be used in the robot control. Two optimized trajectories are designed for the end-effector in the presence of some obstacles using harmony search algorithm to be tracked by the robot. An objective function is defined based on achieving to the shortest path and also avoiding collisions to the obstacles keeping a marginal distance from each. The first trajectory is a 2D path with four circular obstacles and the second is a 3D path with three spherical obstacles. Performance of the designed controller is simulated and studied in conditions including external disturbances and varying system parameters. The results show that the proposed adaptive controller has a suitable performance in control of the end-effector to track the designed trajectories in spite of external disturbances and also uncertainty and variation of the model parameters.

کلیدواژه‌ها English

3-PUU parallel manipulator
dynamic modeling of constrained systems
Adaptive Control
path planning
harmony search algorithm