xدوران حول محور x دستگاه معادله غیرخطی با n معادله و n مجهول F(x)
zدوران حول محور z ماتریس ژاکوبین F
yدوران حول محور y P موقعیت مرکزجرم صفحه متحرک نسبت به صفحه ثابت
[p    [x, y z,  بردار سرعت زاویهای صفحه متحرک qaci اندازه طول لینک
[p    [x, y, z بردار شتاب زاویهای صفحه متحرک
ARB ماتریس دوران صفحه متحرک
 ARi ماتریس دوران لینک

۱- مقدمه میان باشد، باید تحلیل سینماتیکی روبـات را مـدنظـر قـرار داد.وقتی تنها بحث حرکت و تحلیل مقادیر مخـتص هـای حرکتـی درحقیقت سینماتیک علم حرکت مکانیزم ها است. آنالیز سینماتیک برای روبات بدون درنظر گرفتن نیروهای بـهوجـود آورنـده در روباتهای موازی در مقالات بسیاری مورد تحلیل قرار گرفته و

روشهای مختلفی برای آن ارائه شده است [۱ و ۲]. ی کـی از مراحل اساسی در مدلسازی و کنتـرل روبـات هـای مـوازی، مخصوصًاً در کاربردهـای لحظـهای، بـهدسـت آوردن مـدلی سریع و دقیق برای سینماتیک مستقی م است. با کـاهش زمـانمصرفی برای محاسبه پارامترهای سینماتیکی، زمـان بی شـتری میتوان به الگـوریتم هـای کنترلـی اختصـاص داد. بنـابراین، الگوریتمهای پیچیده با عملکرد بهتر را میتوان بـرا ی کنتـرلروبات استفاده کرد. لذا پیدا کردن راهی بـرای کـاهش زمـانمحاسبات تحلیل سـ ینماتیک مسـتق یم روبـات هـای مـوازی، همواره مورد توجه محققین زیادی بوده است.
بـرخلاف روبـاتاهـ ی سـری مسـأله سـینماتیک مس تقیم روباتهای موازی بسیار پیچی ده است. معموًلًا مسأله سـینماتیک مستقیم روباتهای موازی به حل یک چندجملهای با درجـهبالا منجر میشود که با حل این معادله چندین جـواب بـرای روبات بهدست میآید. تعدادی از جوابها بهدلیـ ل موهـوم ی بودن و همچنین قـرار نداشـتن در حالـت هـای ایزوتروپیـ ک روبات از دسته جوابها حذف مـی شـوند [۳]. امـا در انتهـاهنوز تعدادی جواب حقیقی برای روبات باقی خواهـد مانـدکه با شرایط روبات سازگار هستند. روش هـای تحلی لـی کـهبراساس بردارهای مکان روبات ارائه شدهاند، معموًلًا به حـلیک معادله با درجه n منجر می شـوند کـه تمـامی جـواب هـا برای روبات صحیح نیستند [۳ و ۴]. ای ن جوابها شامل یک سری جوابهای حقیقی درست و نی ز یک دسته جواب هـای موهومی است. همچنین یک سـری جـواب هـای حقی قـی در می ان جوابهای بهدست آمده وجود دارد که در فضای کاری روبات نمیتـوان بـه آنهـا رسـید. ی عنـی خـارج از محـدودهجوابها هستند [۴ و ۵]. امـا روش هـای هندسـی براسـاسقیدهای منطقـی روبـات نوشـته و ارائـه شـده و سـینماتیک روبات براساس این قیود منطقی حل میشوند. بنابراین تعداد جوابهای بهدست آمـده از روش هندسـی معمـو ًلًا کمتـر و شامل جوابهای حقیقی روبات فضای کاری روبات هستند. همچنـین در روشاهـ ی هندسـی، جـواباهـ ی موهـومی و غیرمنطقی دیده نمیشود [6-۳].
همانطور که گفته شد بـرا ی حـل سـینماتیک مسـتق یم و معکـوس روبـاتاهـ ی مـوازی روشاهـ ی گونـاگونی ارائـه شده است برای مثـال وو [۷] بـا ترک یـب دو روش نیـ وتن و هوموتوپی۱، روش ترکیبی برپایه حل عـدد ی معـادلات ق یـد روبات برای حل سینماتیک روباتهای موازی ارائه کردهاند. کمـالی و اکبـرزده [۴] روش نـوینی بـرای حـل سـینماتیک مستقیم با ارائه مفهومی جدید برای نواحی اساسی و پا یـهای۲ روباتهای موازی ارائه کردنـد. از م یـان انـواع تکن یـک هـای عددی روش نیوتن- رافسون بهصورت گستردهای در تحلیل سینماتیک مستقیم روبات هـای مـوازی مـورد اسـتفاده قـرارگرفته است [۸-۱۳]. مشکل اساسی ا یـن روش در وابسـتگی شدید به حدس اولی ه است به گونـهای کـه بـهازای برخـی از حدسهای اولیه ممکن است این روش واگرا شده و کـارا یی خود را از دست بدهد. برای رفع ایـ ن مشـکل پار یـ ک و لام [۱۴] یک روش ترکیبی را بـه معـادلات سـینماتیک مسـتق یم روباتهای موازی اعمال کرده و نشان دادنـد کـه اسـتفاده ازروش ترکیبی باعث کاهش تعداد تکرارهای مورد نیـ از بـرا ی دستیابی به دقت موردنظر و درنتیجه کوتـاهتر شـدن زمـانتحلیلها میشود.
شبکههای عصبی مصنوعی بهدلیل سرعت بسـ یار زیـ اد و توانایی فوقالعادهای که در تخمین روابط بین دادههـا دارنـد،بهصورت روزافزون جهت مدلسازی سیستم هـای پیچیـ ده و غیرخطی از جمله سینماتیک مستقیم روباتهای موازی مورد استفاده قرار گرفتهاند [۱۹- ۱۵]. دقت مـدل اسـتخراج شـدهتوسط شبکههای عصبی تابع عوامل مختلفـ ی ماننـد م یـ زان و نحوه انتخاب داده هـای آموزشـی، سـاختمان شـبکه (تعـدادلایهها، تعداد نـرون هـای هـر لا یـ ه و …) و الگـور یتم مـورداستفاده جهت آموزش آن است [۱۵]. در حالت کلـ ی صـرف ًاً با استفاده از شبکههای عصبی نمیتوان دقتهای بسیار زیـ اد را در کنار سرعت اجرای مناسب ایجاد کرد [۱۵ و ۱۹].
روشاهـ ی تحلیلـی متعـددی بـرای سـینماتیک مسـتقیم
روبات استوارت– گوف ارائـه شـده اسـت. راخـوان [۲۰] از شبکه عصبی) در بخش (۳) معرفی شده اسـت. در بخـش (۴)، اولین کسانی بود که به بررسـی سـینماتیک مسـتق یم روبـاتعملکرد روش ترکیبی بهبود یافته در مقایسـه بـا روش ترکی بـی استوارت- گوف پرداخت. او توانست بـه ۴۰ جـواب بـرای [۱۴] و الگوریتم نیوتن- رافسون ارزیابی شـده و برتـری روش حل سینماتیک مستقیم این روبـات در ناح یـه اعـداد مخـتلطترکیبی بهبود یافته نشان داده شده است. همچنین برای بررسـی دست یابد. سپس هوستی [۲۱] با استفاده از روش حـذفی و دق ت ای ن الگ وریتم در کاربرده ای عمل ی، از ای ده روب ات بهدست آوردن یک چندجملـه ای تـک متغ یـ ره از درجـه ۴۰، استوارت بهعنوان روبات جویدن۵ استفاده شده است. در نهایت توانست حلی برای سینماتیک مستقیم روبات استوارت- گـوفبخش (۵) جمعبندی کار حاضر را ارائه میکند.
ارائه دهد. ای نوسـنتی [۲۲] توانسـت معـادلات قیـ ود را بـا یـک
معادله خطی بیان کند. او با ب.م.م.گیری (بزرگترین مقسوم علیه ۲- سینماتیک روبات استوارت- گوف
مشــترک) از چندجملــهای میــانی بــا درجــه ٣٢٠ بــه یــک
9989828852154

چندجملهای از درجه ۴۰ دست یابد. دینگرا و همکارانش [۲۳] روبات موازی استوارت در شـکل (١- الـف) نشـان داده شـدهاز روش ترکیبی گروبنر- سیلوستر برای محاسـبه چندجملـهای است. همانطور که مشاهده میشود این روبـات دارا ی 6 رابـط درجه ۲۰ بهصورت مستقیم از ماتریس ۱۵× ۱۵ اسـتفاده کردنـدبوده و در هر رابط یک سلیندر و پیسـتون توسـط یـ ک مفصـلکه در آن ماتریس سیلوستر۳ با محاسبه پایههای گروبنـر۴ بـرای کشویی به یکدیگر متصل شدهاند. هر رابط توسط یـک مفصـلسکوی استوارت بهصورت صفحهای بهدست میآید. بـا وجـودکروی به صفحه متحرک و یک مفصـل یونیورسـال بـه صـفحهاین محاسبات سمبلیک بهدلیل بازده پایین محاسبات با شکست ثابت متصل شده است. هر مفصل کشویی میتوانـد دارا ی یـ ک روبرو شد. اما روشهای تحلیلی در کاربردهای بلادرنگ چندان سیستم هیدرولیکی و یا بال اسکرو۶ باشد.
کاربرد ندارند. در کاربردهای لحظهای هرچـه زمـان لازم بـرای برای شروع آنالیز، ابتدا دستگاه مختصـات A(x,y,z) بـرروی محاسبه پارامترهای سینماتیک مستقیم روبات کمتر باشد امکـان صفحه ثابت و دستگاه مختصات B(x,y,z) برروی صفحه متحرک پیادهسازی کنترل کنندههای پیچیدهتری وجـود خواهـد داشـت.
همچنین در صورت کاهش زمان محاسـبات مـیتـوان فرکـانسدرنظر گرفته شده است ( شـکل ١ – ب). بـه عـلاوه یـک دسـتگاهنمونهبرداری را بالاتر برده و دقت عملکرد روبات را افزایش داد مختصات محلی c(x ,y ,z )iii برروی نقطه Ai درنظر گرفته شده [۲۴]. از اینرو در این مقاله تلاش شده است که بـا بهبـود روشاست، به طوریکـه محـورzi چسـبیده بـه جهـت رابـط اسـت . ترکیبــی [۱۴] زمــان اختصــاص داده شــده بــرای اســتخراج بهعبارت دیگر همواره همراستای خطی است که نقـاطAi را بـه پارامترهای سینماتیکی بیش از پیش کاهش داده شود. Bi متصل میکند. برای راحتی دستگاه مختصات B برروی مرکـزدر این مقالـه در بخـش (۲) سـاختمان روبـات اسـتوارت- صفحه متحرک نصب شده است. میتوان موقعیت صفحه متحرک گوف مختصرًا معرف ی و معادلات لازم ب ـرای حل مسأله نسبت به صفحه ثابت را با P و چرخش آن را با ARB ت وصـیف سینماتیک مسـتقیم ایـ ن روبـات اسـتخراج شـده اسـت. روشکرد. چنانچه دوران حول محورهای y ،x و z با y ، x و z ترکیبی بهبود یافتـه (روش عـدد ی نیـوتن – رافسـون مرتبـه ۳+ نشان داده شود، ماتریس دوران بهصورت زیر نوشته میشود:

CoszCosyCoszSinySin xSinzCosxCos z s yCos xSinzSinx 
ARBSinzCosySinzSinySin xCoszCosxSinzSinyCos xCoszSinx  (۱)

  Sin yCosySinxCosyCosx

i
a

i
b

p

P
i
A

i
B

u

w

v

{
B
}

x

z

y

{
A
}

i

a

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

i

b

p

P


دیدگاهتان را بنویسید