مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‌سازی روش مکمل متعامد طبیعی جدا شده با استفاده از مفاهیم فنر مجازی

نویسندگان
1 دانش اموخته دانشکده مهندسی مکانیک
2 استادیار داشگاه صنعتی امیرکبیر
3 استادیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
در پژوهش پیش رو، به معرفی روشی بهینه شده در تحلیل دینامیک مستقیم ربات‌های موازی سریع پرداخته شده است. بدین منظور، با الهام‌گیری از روش فنر مجازی لاگرانژ ، روش نیوتنی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، اصلاح شده است. از مفاهیم فنرهای مجازی، پیشتر در خصوص روش‌های انرژی استفاده شده است. استفاده از روش فنر مجازی در روش نیوتونی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، شیوه‌ای جدید است که در این پژوهش معرفی شده است. به منظور شفاف سازی روش‌ اصلاح شده و مقایسه‌ی ابعاد مختلف آنها، از یک مکانیزم صفحه‌ای 3RRR به عنوان مدل مرجع استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، فرایند استخراج معادلات در روش دینامیکی جدید بسیار کم هزینه‌تر است. این در حالی است که دقت این روش مشابه روش فنر مجازی لاگرانژ است و همچنین بر خلاف روش‌های انرژی، قادر به محاسبه‌ی عکس‌العمل‌های قیدی نیز می‌باشد. از سویی دیگر، روش اصلاح شده، نسبت به روش‌ مکمل متعامد طبیعی جدا شده، زمان حل بیشتری دارد و برای محاسبات ریل تایم مناسب به نظر نمی‌رسد. همچنین، در سیستم‌های حلقه بسته، قیود سیستم باید به گونه‌ای تعریف شده باشند که بیانگر تغییرات طولی فنرهای مجازی باشند. در غیر این صورت، روش پیشنهادی پاسخ صحیح بدست نمی‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Modification in the Decoupled Natural Orthogonal Complement Method, Using Virtual Spring Concepts

نویسندگان English

Ali Raoofian 1
Afshin Taghvaeipour 2
Ali Kamali Eigoli 3
3 Assistant Professor of Amirkabir University of Technology
چکیده English

In this study, a modified method has been introduced for forward dynamic analysis of fast parallel robots. For this purpose, inspired by the Lagrange-Virtual Spring (LVS) method, the Decoupled Natural Orthogonal Complement (DeNOC) method is modified which is a Newtonian based method. So far, virtual springs have been already used in energy based methods. However using the virtual springs in DeNOC method is a novel approach which is proposed in current study. In order to clarify the advantages of Modified Decoupled Natural Orthogonal Complement (MDeNOC) method, a planar 3RRR mechanism is chosen as case study. According to the results, the process of deriving the equations of motion is much less costly while the accuracy of MDeNOC is similar to the LVS and unlike the energy methods, the modified method is also able to calculate the constraint reactions, as well. On the other hand, the calculation time of MDeNOC is much more than the DeNOC and hence, is not suitable for real time calculations. Also, in closed loop systems, constraints must be defined in such a way that express the virtual springs’ longitudinal changes; otherwise, MDeNOC will not give proper results.

کلیدواژه‌ها English

Forward dynamics
parallel robots
Virtual spring
Decoupled natural orthogonal complement method