۹ نتیجه برای کیماسی خلجی
علی کیماسی خلجی، سید علی اکبر موسویان،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۳ )
چکیده
ربات متحرک چرخدار به همراه یک تریلر یک سیستم رباتیکی است که از یک ترکتور به همراه یک تریلر تشکیل میشود. تعقیب مسیرهای حرکت زمانیِ مرجع یکی از مسائل مطرح در زمینه‌ی ربات‌های متحرک چرخدار میباشد که در این مقاله به آن می‌پردازیم. ابتدا معادلات سینماتیکی ربات متحرک استخراج می‌گردد. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع تولید می‌گردد. در ادامه یک قانون کنترل سینماتیکی فیدبک خروجی و یک کنترل دینامیکی مود لغزشیِ فازی برای ربات طراحی می‌گردد. قانون کنترلی پیشنهاد شده، ربات متحرک چرخدار را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. در پایان نتایج تجربیِ پیادهسازی روش طراحی شده بر روی یک مدل آزمایشگاهی و نتایج مقایسه‌ای ارائه می‌گردد. نتایج بدست آمده کارایی روش پیشنهاد شده را نشان میدهد.
سید علی اکبر موسویان، مجتبی رحیمی بیدگلی، علی کیماسی خلجی،
دوره ۱۴، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله، کنترل تعقیب مسیر مرجع زمانی توسط یک ربات متحرک چرخدار ، مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرد. ربات متحرک چرخدار، یک سیستم غیرخطی بوده و دارای سه مختصه تعمیم‌یافته (x,y,ϕ) و یک قید غیر هولونومیک ، میباشد. در ابتدا، معادلات سینماتیکی و دینامیکی ربات استخراج میشود. یک الگوریتم کنترلی غیر مدل مبنا با استفاده از خطاهای فیلتر شده PD-action برای کنترل ربات متحرک چرخدار ارائه شده است. مدل‌های کنترلی غیر مدل مبنا به دلیل عدم وابستگی به مدل دینامیکی ربات، پایین بودن هزینه محاسباتی و همچنین مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت‌های مدل، نسبت به مدل‌های کنترلی مدل مبنا مناسب‌تر هستند. با استفاده از تابع لیاپانوف مناسب و همینطور بکار بردن لم باربالات ، پایداری مجانبی کنترل‌کننده مدار بسته برای تعقیب مسیر مرجع زمانی، اثبات میشود. در نهایت، نتایج شبیهسازی و پیادهسازی آزمایشگاهی روش کنترلی پیشنهادی ارائه میشود. نتایج حاصله نشان میدهد که بدون نیاز به اطلاعات مربوط به مدل دینامیکی و با کاهش دادن بار محاسباتی، عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی، قابل قبول میباشد. بنابراین، الگوریتم کنترلی پیشنهادی یک الگوریتم ساده است که نسبت به تئوری‌های پیچیده با بار محاسباتی بالا نتایج قابل قبولی میدهد، در نتیجه این الگوریتم صنعتی‌تر میباشد.
اصغر خان پور، علی کیماسی خلجی، سید علی اکبر موسویان،
دوره ۱۵، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۴ )
چکیده
کنترل ربات های متحرک چرخ دار بر اساس مسیرهای زمانی، یکی از مسائل مطرح در زمینه ربات های متحرک می باشد. همچنین، کنترل سیستم هایی که با کمبود عملگر مواجه هستند از پیچیدگی خاص و اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، این دو موضوع مهم کنترلی تواماً در یک ربات متحرک تراکتور-تریلی؛ که در آن تراکتور یک ربات دو چرخ دیفرانسیلی و تریلی مجهز به دو چرخ کروی غیرفعال می باشد؛ مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از چرخ های کروی به جای چرخ های استاندارد در تریلی، ربات را به شدت کم عملگر و غیرخطی می کند. کمبود عملگر سیستم، علاوه بر وجود تراکتور دیفرانسیلی، ناشی از تریلی با چرخ های کروی غیرفعال است که برای حذف قید درجات آزادی سیستم و قابلیت مانور در سیستم به کار رفته است. در این مقاله پس از معرفی ربات، مدل سینماتیکی و سینتیکی آن استخراج و مدل دینامیکی با ترکیب و تلفیق سینماتیک و سینتیک سیستم ارائه می شود. سپس،یک الگوریتم کنترلی جدید، که بر اساس یک مفهوم کاملاً فیزیکی سامان داده شده تحت عنوان الگوریتم کنترلی لیاپانوف-PID ارائه می شود. سپس اجتناب از ایجاد تکینگی در الگوریتم کنترلی پیشنهاد شده مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد و پایداری آن اثبات می شود. نتایج شبیه سازی حاکی از عملکرد مطلوب الگوریتم کنترلی پیشنهادی است. در پایان، نتایج پیاده سازی تجربی الگوریتم کنترلی پیشنهادی بر روی یک سیستم آزمایشگاهی ارائه می شود که کارایی قانون کنترلی پیشنهاد شده را نشان میدهد.
علی کیماسی خلجی،
دوره ۱۶، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۵ )
چکیده
یکی از مباحث مطرح در حوزه رباتیک، کنترل آرایش گروهی ربات‌ها در تعقیب مسیرهای حرکت زمانی میباشد. استفاده از گروهِ ربات‌های آرایش یافته، دارای مزایایی نسبت به استفاده از ربات‌ها به صورت جداگانه است که از جمله آنها می‌توان به بهره‌وری استفاده از منابع، امکان همکاری ربات‌ها، بالارفتن اطمینان و مقاومت بیشتر در برابر نقایص اشاره کرد. بنابراین، آرایش کنترلی سیستمهای رباتیک چند عضوی و خودرو‌های هوشمند مورد توجه دانشمندان فراوانی قرار گرفته که در این مقاله به آن می‌پردازیم. در ابتدا معادلات سینماتیکی و سینتیکی ربات متحرک دیفرانسیلی استخراج می‌گردد. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع برای ربات رهبر تولید می‌گردند. در ادامه یک قانون کنترل سینماتیکی برای تعقیب مسیرهای مرجع ربات رهبر طراحی می‌گردد. قانون کنترلی پیشنهاد شده، ربات رهبر را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. سپس یک الگوریتم کنترل دینامیکی به منظور تولید گشتاورهای عملگری توسط روش خطی‌سازی فیدبک طراحی می‌گردد. در ادامه مسئله کنترل آرایش ربات‌ها مورد بررسی قرار گرفته و الگوریتمی مناسب برای این منظور طراحی می‌گردد تا در ضمن تعقیب مسیر توسط ربات رهبر، ربات‌های پیرو در وضعیت مطلوب نسبت به آن قرار گیرند. همچنین پایداری الگوریتم‌های ارائه شده از طریق روش لیاپانوف برای کنترلرهای سینماتیکی، دینامیکی و کنترل آرایش مورد بررسی قرار می‌گیرد. در پایان نتایج بدست آمده برای مسیرهای مرجع مختلف ارائه می‌گردد که کارایی روش پیشنهاد شده را نشان میدهد.
مهدی زمانیان، علی کیماسی خلجی،
دوره ۱۷، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
یکی از مباحث مطرح در حوزه رباتیک، کنترل حرکت ربات‌های چرخدار میباشد. کنترل حرکت، شامل مسائل تعقیب مسیرهای حرکت زمانی و پایدارسازی حول وضعیت (موقعیت و جهت‌گیری) مطلوب میشود. در مقاله حاضر این مسائل کنترلی برای ربات چرخدار دارای تریلر مورد بررسی قرار گرفته و برای این منظور یک الگوریتم کنترلی پیش بین ارائه گردیده است. بنابراین در ابتدا معادلات سینماتیکی ربات متحرک دیفرانسیلی دارای تریلر استخراج میشود. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع برای ربات تولید گردیده و در ادامه یک قانون کنترل پیش بین برای حل مسائل کنترلی تعقیب مسیرهای مرجع و پایدارسازی حول وضعیت‌های مطلوب طراحی شده است. روش کنترل پیش‌بین از اطلاعات موجود بر مبنای معلوم بودن مقادیر مسیر مرجع در زمان‌های آینده، به منظور کنترل سیستم در زمان حال بهره‌برداری می‌نماید. بر این مبنا خطای موقعیت نسبت به مسیر مرجع در زمان‌های آینده به منظور تولید ورودی کنترلی در زمان حال مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش برای مسائل کنترلی فوق‌الذکر توسعه داده شده و به ربات چرخدار اعمال گردیده است و آنرا به صورت مجانبی حول وضعیت‌های مطلوب پایدار می‌سازد. در پایان نتایج بدست آمده برای تعقیب مسیرهای مرجع مختلف و پایدارسازی حول وضعیت مطلوب ارائه می‌گردد که کارایی روش پیشنهاد شده را نشان میدهد.
فهیمه سادات طباطبایی نسب، سید علی اکبر موسویان، علی کیماسی خلجی،
دوره ۱۸، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله، یک کنترل‌کننده جدید بر مبنای ترکیب کنترل‌کننده خطی‌ساز فیدبک مقاوم با دینامیک خطای انتگرالی-نمایی ارائه شده است، که با استفاده از توابع پتانسیل برای کنترل ردیابی ربات زیرآبی در محیط‌های پرمانع توسعه داده می شود. ربات‌های زیرآبی از جمله سیستمهای غیرخطی، کم‌عملگر و دارای عدم قطعیت‌‌ها و نامعینی‌های دینامیکی به شمار می‌آیند که کنترل آنها چالش برانگیز است. در این پژوهش با کراندار فرض کردن اغتشاشات خارجی و نامعینی‌ها از روش کنترلی مقاوم پیشنهادی استفاده گردیده است. در این راستا الگوریتم کنترلی خطی‌ساز فیدبک بر اساس دینامیک خطای غیرخطی تعریف شده، برای ربات زیرآبی توسعه داده شده است. همچنین، به‌منظور اجتناب از برخورد با موانع قوانین کنترلی به‌دست آمده با توابع پتانسیل مجازی تلفیق گردیده است. بدین منظور، با تعریف توابع پتانسیل مجازی، نیروی دافعه‌ای بین ربات و موانع در تقاطع با مسیر ایجاد و موجب حرکت ایمن ربات در محیط‌های غنی از موانع می‌گردد. در‌نهایت، عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی با نتایج حاصل از پیادهسازی قوانین کنترلی مود لغزشی کلاسیک مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان‌دهنده کارآیی کنترل‌کننده پیشنهادی با جهت‌گیری پتانسیلی در مسیرهای پرمانع میباشد که از عملکرد مطلوب‌تری نیز در صورت مواجه‌شدن با موانع برخوردار است.
علی کیماسی خلجی، مصطفی جلال نژاد،
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در تحلیل کنترل حرکت خودکار ربات‌های چرخدار با فرض عدم لغزش چرخ ها (غلتش خالص) نتایج رضایت بخشی وجود دارد، اما متاسفانه در عمل به خاطر وجود عدم قطعیت‌هایی مانند لغزش چرخ‌ها به خصوص در کاربردهایی همچون کشاورزی که شرایط کار دارای ناهمواری‌ها نیز میباشد، نتایج تحت تأثیر قرار گرفته و کیفیت عملکرد روشهای کنترلی تحت‌الشعاع قرار می‌گیرد. کنترل ایده‌آل سیستمهای چرخدار با فرض وجود قیود عدم لغزش غیرهولونومیک انجام شده در حالی که در سیستم واقعی به خاطر حضور لغزش‌ها این قیود نقض می‌شوند. در این مقاله، مسئله کنترل تعقیب مسیر ربات چرخ دار در حضور پدیده لغزش انجام شده است. برای در نظر گرفتن اثرات لغزش‌ها، مدل آنها وارد معادلات سینماتیک مساله می‌گردند. به عبارت دیگر این اثرات به عنوان پارامترهای ناشناخته به مدل سینماتیک ایده آل اضافه می شود. این پارامترهای ناشناخته را با یک روش تطبیقی تخمین زده و با الگوریتم کنترلی بازگشت گام به گام سیستم را کنترل می‌نماییم. قانون کنترلی بازگشت گام به گام برای تعقیب مسیرهای مرجع ربات طراحی گردیده و ربات را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که کنترل‌کننده تطبیقی پیشنهادی می تواند تعقیب مسیر ردیابی را در حضور لغزش چرخ‌ها تضمین کند. در پایان نتایج بدست آمده برای مسیرهای مرجع ارائه گردیده و نتایج مقایسه‌ای کارایی استفاده از تخمین لغزش‌ها در کنترل سیستم را نشان میدهد.
هادی سازگار، علی کیماسی خلجی،
دوره ۲۴، شماره ۴ - ( فروردین ۱۴۰۳ )
چکیده
امروزه با پیشرفت سیستمهای کمک راننده تا حد زیادی اثر خطای انسانی در حوادث رانندگی کاهش یافته است. توسعه این سیستمها بویژه برای مانورهای بحرانی و حادثه ساز مانند تعویض خط بحرانی در بزرگراه بسیار مورد توجه میباشد. یکی از بخشهای مهم تعویض خط خودکار، طراحی مسیر حرکت میباشد. در این پژوهش با در نظر گرفتن معیارهای اجتناب از برخورد و قابل پیمایش بودن مسیر، یک الگوریتم طراحی مسیر حرکت پیشنهاد شده است. نوآوری اصلی پژوهش حاضر این است که محدودیتهای دینامیکی و مرزهای پایداری خودرو با معیارهای کمی بیان شده و در طراحی مسیر حرکت در نظر گرفته شدهاند. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم طراحی مسیر حرکت از مدل کامل خودرو در نرمافزار CarSim-Simulinkاستفاده شده است. همچنین برای تعقیب مسیر حرکت، یک کنترل یکپارچه طولی-عرضی نیز طراحی و پیادهسازی شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روشهای قبلی، در مانورهای تعویض خط بحرانی سرعت بالا، ارزیابی دقیقتری از قابل پیمایش بودن مسیر از منظر دینامیک خودرو ارائه میدهد. این موضوع بویژه برای مانورهای بحرانی که شتاب عرضی مسیر حرکت نسبت به شتاب طولی غالب است، بیشتر نمایان میشود.
هادی سازگار، علی کیماسی خلجی،
دوره ۲۴، شماره ۱۰ - ( مهر ۱۴۰۳ )
چکیده
در بسیاری از کاربردهای ربات چرخدار در کنار الزام کنترل دقیق موقعیت، محدودیتهای ابعادی و وزن نیز حائز اهمیت می‌باشند. محدودیت وزن و ابعاد به این معناست که نمی‌توان از عملگرهای به دلخواه بزرگ استفاده نمود. از طرفی کنترل دقیق و سریع معمولاً نیازمند بهره‌های کنترلی بالا و در نتیجه ورودیهای کنترلی بزرگ میباشد. چنانچه ورودی کنترلی از حد اشباع عملگر بیشتر باشد، علاوه بر افزایش خطای تعقیب، ممکن است در مواردی منجر به ناپایداری شود. بنابراین ارائه یک روش کنترلی که بتواند همزمان با تامین دقت کنترلی بالا و تضمین پایداری ربات، به صورت از پیش تعیین شده حد اشباع عملگرها (سرعت و گشتاور) را در نظر بگیرد، بسیار ارزشمند خواهد بود. کنترل پیشنهادی شامل دو بخش سینماتیکی و دینامیکی میباشد. کنترل سینماتیک بر مبنای رویکرد لیاپانوف بوده که قابلیت تنظیم حد اشباع سرعتی عملگرها را دارا میباشد. برای کنترل دینامیکی مولفه‌های سرعت به عنوان مقادیر مرجع کنترل و گشتاور چرخ‌های ربات نیز به عنوان ورودیهای کنترلی در نظر گرفته شدهاند. همچنین حد اشباع گشتاور عملگرها، به صورت از پیش تعیین شده لحاظ شده است. به منظور ارزیابی عملکرد کنترل پیشنهادی تحلیلهای متنوعی بر روی ربات چرخدار انجام و با روش خطی‌سازی فیدبک مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که در کنترل پیشنهادی، ماکزیمم ورودی کنترلی حدود ۲۵% ماکزیمم ورودی خطی‌سازی فیدبک میباشد. همچنین همگرایی پاسخ نیز سریع‌تر از روش خطی‌سازی فیدبک میباشد. بنابراین الگوریتم کنترلی پیشنهادی ضمن تضمین پایداری و تعقیب مسیر با دقت بالا، الزامات حد اشباع عملگرها را نیز به صورت کامل برآورده نموده است
