طراحی، ساخت و کنترل سامانه ربات دو چرخ

thesis
abstract

ربات تعادلی دو چرخ در سال های اخیر کاربردهای وسیعی در حوزه های حمل و نقل، نظامی و تفریحی پیدا کرده است. هدف از این پژوهش، شبیه سازی، طراحی و ساخت سامانه ربات دو چرخ در ابعاد آزمایشگاهی و چگونگی پیاده سازی کنترل کننده مورد نظر به منظور حفظ تعادل ربات است. در گام اول معادلات دینامیکی ربات بدست آمده و در محیط سیمولینک شبیه سازی شده است و نتایج آن توسط نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز صحه گذاری شده است. معادلات دینامیکی بدست آمده، به دو زیرسیستم مجزا شامل یک زیرسیستم با عملگر کافی و یک زیرسیستم دچار کمبود عملگر تفکیک شده است. به منظور رفع مشکل کمبود عملگر نسبت به درجات آزادی سیستم، از تئوری دینامیک-صفر برای طراحی سیستم کنترلی استفاده شده است. برای کنترل پایداری و تعقیب مسیر، طرح تلفیقی کنترل فازی-مود لغزشی ارائه گردیده است. تأثیر اغتشاش در شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج نشان می دهد زمانی که حرکت چرخشی اتفاق می افتد، حرکت طولی نسبت به اغتشاش حساس نیست. در گام دوم، مراحل انتخاب اجزای مکانیکی و الکترونیکی و ساخت ربات بر اساس الگوریتم طراحی و ساخت انجام شده است. به منظور پیاده سازی الگوریتم کنترلی، نیاز به زاویه بدنه ربات است که این زاویه با ترکیب زوایای بدست آمده از شتاب سنج و جایروسکوپ و اعمال فیلترهای پایین گذر و بالا گذر روی آن ها به منظور حذف داده های نویزی، محاسبه شده است. در مرحله پیاده سازی، یک کنترل کننده pid برای حفظ تعادل ربات طراحی شده که پارامترهای این کنترل کننده به روش تجربی تنظیم شده است. نتایج موفق پیاده سازی، به ازای زاویه انحراف اولیه و همچنین وارد شدن نیروی اغتشاشی ارائه شده است.

similar resources

طراحی، ساخت و کنترل ربات دو چرخ خود تعادلی

هدف از این مقاله نحوه طراحی، ساخت و کنترل ربات دو چرخ تعادلی است. در ابتدا تاریخچه ربات های تعادلی، نحوه کنترل آن ها و پژوهش های صورت گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه، تحلیل یک شاسی از نظر ابعاد و جنس برای ربات انجام شده و معادلات حاکم بر ربات بر اساس طراحی صورت گرفته محاسبه می شود. سپس پارامترهای ربات توسط آزمایشات مختلف اندازه گیری شده و یا از برگه مشخصات قطعه استخراج می شو...

full text

طراحی کنترل کننده مد لغزشی برای ربات تعادلی دو چرخ

امروزه کنترل سیستم‌های مکانیکی نقصان تحریک یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال‌های جذاب این دسته سیستم‌ها، ربات تعادلی دو چرخ می‌باشد که از دو چرخ در موازات هم و یک آونگ معکوس تشکیل شده است. در این پژوهش طراحی کنترل‌کننده به منظور حرکت بر روی سطح صاف مورد بررسی قرار گرفته است. برای طراحی کنترل کننده، ابتدا معادله دینامیکی سیستم از روش کین استخراج شد. سپس برای ربات تعادل...

full text

طراحی کنترل کننده مد لغزشی برای ربات تعادلی دو چرخ

امروزه کنترل سیستم‌های مکانیکی نقصان تحریک یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال‌های جذاب این دسته سیستم‌ها، ربات تعادلی دو چرخ می‌باشد که از دو چرخ در موازات هم و یک آونگ معکوس تشکیل شده است. در این پژوهش طراحی کنترل‌کننده به منظور حرکت بر روی سطح صاف مورد بررسی قرار گرفته است. برای طراحی کنترل کننده، ابتدا معادله دینامیکی سیستم از روش کین استخراج شد. سپس برای ربات تعادل...

full text

طراحی کنترل کننده مد لغزشی برای ربات تعادلی دو چرخ

امروزه کنترل سیستم های مکانیکی نقصان تحریک یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال های جذاب این دسته سیستم ها، ربات تعادلی دو چرخ می باشد که از دو چرخ در موازات هم و یک آونگ معکوس تشکیل شده است. در این پژوهش طراحی کنترل کننده به منظور حرکت بر روی سطح صاف مورد بررسی قرار گرفته است. برای طراحی کنترل کننده، ابتدا معادله دینامیکی سیستم از روش کین استخراج شد. سپس برای ربات تعادل...

full text

کنترل فازی تطبیقی ربات تک چرخ الکتریکی

در این مقاله‏‌ برای نخستین بار طرح کنترل فازی تطبیقی ربات تک چرخ چهار درجه آزادی با وجود محرکه های الکتریکی ارائه می گردد. نوآوری دیگر مقاله ارایه مدل جدیدی از ربات تک چرخ چهار درجه آزادی برای اجرای راهبرد کنترل ولتاژ و راهبرد کنترل گشتاور است. دینامیک حرکت بصورت سیستم غیرخطی و چند متغیره با اثر متقابل بین ورودی ها و خروجی ها توصیف می گردد. ربات تک چرخ مانند آونگ وارون در وضعیت ناپایدار قرار دا...

full text

طراحی و ساخت ربات متحرک دو چرخ تعادلی

پاندول معکوس یک مسئله سنتی در دینامیک و کنترل محسوب می شود. حالت پایه زمانی است که پاندول روی یک ارابه قرار گرفته است و با عقب و جلو رفتن ارابه می توان تعادل پاندول را حفظ نمود. هدف این پایان نامه طراحی و ساخت پاندول معکوسی است که به جای ارابه، روی دو چرخ هم محور قرار دارد. حرکت و چرخش ربات باید از راه دور و بدون سیم کنترل شود. ابتدا مدل ریاضی ربات استخراج شده و کنترل کننده های pid و lqr روی ای...

15 صفحه اول

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023