مدلسازی و کنترل ربات کابلی سه درجه آزادی با ساختار جدید

ربات های کابلی گونه ای از ربات های موازی هستند که در آنها به جای عضو های صلب از کابل استفاده گردیده است. این امر باعث کاهش هزینه و زمان ساخت، نصب، راه اندازی و نگهداری ربات می گردد. اما به علت ناتوانی کابل در تحمل فشار، کنترل ربات های کابلی همواره چالشی را برای محققین به وجود آورده است. در این پایان نامه، سینماتیک، دینامیک و کنترل یک ربات کابلی سه درجه آزادی با ساختار جدید (غلتش، گردش و خیز) مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای این کار ابتدا به توسعه معادلات سینماتیک ربات پرداخته شد. سپس با استفاده از روش نیوتن-اویلر معادلات حرکت سیستم استخراج گردید. پس از آن با استفاده از روش کنترل مودهای لغزشی قانون کنترل مقاوم غیر خطی برای کابل ها بدست آمد و اثبات گردید که به شرط مثبت بودن کشش در کابل ها، ربات پایدار خواهد بود. مسئله دیگری که اولین بار در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت، تاثیر بوم میانی در کاهش نیرو های تحریک، بهبود پاسخ و توسعه فضای کاری است. در واقع نشان داده شدکه می توان با استفاده از قانون های کنترل متفاوت در ربات های کابلی ضمن تضمین کشش کابل ها و افزایش فضای کاری، نیروی محرک ها را به طور قابل ملاحظه ای کاهش داد. در نهایت با استفاده از نرم افزار matlab رفتار ربات در شرایط مختلف شبیه سازی و صحت روابط در مورد عملکرد ربات از جمله تاثیر مثبت بوم میانی در توسعه فضای کاری، پاسخ مناسب در برابر اغتشاشات و طی مسیر از قبل طراحی شده، تایید گردید. نتایج حاصل از این پایان نامه می تواند به عنوان یک روش در طراحی ربات های کابلی مورد استفاده قرار گیرد.