کنترل بهینه ربات با افزونگی درجه آزادی در حرکت نقطه به نقطه

در این تحقیق، کنترل حداقل زمان ربات های چند لینکی سری با افزونگی درجات آزادی در دو حالت حرکت نقطه به نقطه و حرکت مسیر مشخص پنجه با درنظر گرفتن قید گشتاور عملگر و تکانه عملگر بررسی می شود. برای بررسی کنترل حداقل زمان در حرکت نقطه به نقطه از اصل حداقل سازی پنتریاگین استفاده می شود. باتوجه به پیچیدگی مساله مقدار مرزی منتجه از مساله حداقل زمان، روشی تکراری برای حل حداقل زمان سیستم با استفاده از حل حداقل انرژی ارایه می گردد تا حل حداقل زمان از کاهش زمان درنظر گرفته شده برای حل حداقل انرژی محاسبه شود. همچنین، راهکاری برای محدود کردن تکانه عملگرها نیز ذکر می شود. در ادامه، باتوجه به این که مساله سینماتیک معکوس ربات های افزونه حالت- ناقص می باشد، حالت عمومی شرط مرزی درنظر گرفته می شود. همچنین به منظور اجتناب از برخورد ربات با مانع، ربات و مانع بصورت دایروی مدل شدند و جمله ای به تابع هزینه اضافه شد تا فاصله حداقلی بین ربات و مانع حفظ شود. برای بررسی کنترل حداقل زمان در حرکت مسیر مشخص، آنالیز صفحه فاز و بهینه سازی خطی استفاده می شود، و نیز روشی برای درنظر گرفتن قید تکانه عملگرها ارایه می گردد. در ادامه، بااستفاده از مفهوم ناحیه تله و مسدود، روشی برای تعیین نقاط سوییچ و تولید خط سیر حداقل زمان پیشنهاد شد. چند شبیه سازی عددی نیز انجام می گیرد تا علاوه بر تایید قابلیت، صحت و دقت روش های مذکور، تاثیر اعمال قید تکانه عملگر نیز بررسی شود.