تحلیل سینماتیکی، دینامیکی و کنترل ربات کابلی تصویربرداری فضایی

در پایان نامه ی حاضر به بررسی ربات کابلی معلق در فضا پرداخته شده است. پس از بررسی سینماتیک سه نوع ربات به منظور فیلم برداری فضایی، رباتی با این ویژگی که در هر بازوی آن، دو کابل به صورت موازی و هم طول قرار دارد؛ انتخاب شد. استفاده از ساختار متوازی الاضلاع باعث عدم دوران مجری نهایی می شود و در نتیجه ربات سه درجه ی آزادی انتقالی دارد. در صورت نیاز به چرخش دوربین، که بر روی مجری نهایی ربات سوار است؛ مکانیزمی که با دوربین روی مجری نهایی قرار می گیرد؛ حرکات مورد نظر را ایجاد می کند. پس از بررسی کامل سینماتیک ربات های معرفی شده و مد نظر قرار دادن رفتارهای سینماتیکی هر یک از آن ها و پس از آن انتخاب طرح برتر جهت فیلم برداری، به تحلیل دینامیک و فضای کاری ربات با توجه به رویکرد کابل معادل برای هر بازو پرداخته شد. از آن جایی که فضای کاری ربات، فضای بزرگی است؛ جرم کابل ها تأثیر زیادی در رفتار ربات خواهد داشت؛ بنابراین در این پایان نامه جرم کابل ها در بررسی دینامیک ربات لحاظ می شود. سپس به طراحی کنترل کننده ای مناسب که علاوه بر ایجاد ردیابی مناسب، توانایی غلبه بر نویز و اغتشاش را داشته باشد؛ پرداخته می شود. نتیجه شبیه سازی ها بیان گر درستی معادلات دینامیکی استخراج شده است و رفتار ربات در شبیه سازی ها نیز تأیید کننده ی این امر است که نمی توان از جرم کابل ها در تحلیل دینامیک ربات صرف نظر کرد. برای مثبت ماندن نیروهای کابل ها، محدوده ای برای شتاب حرکت مجری نهایی، محاسبه شده است؛ که حرکت ربات در شتاب های بیش تر از آن نباید باشد و در نهایت با استفاده از کنترل کننده ی idc، با توجه به نتیجه ی شبیه سازی ها، ربات قابل کنترل است و در مقابل نویز و اغتشاش از خود مقاومت نشان می دهد.