سیستم های پیشوا-پیرو از دو بخش ربات پیشوا و ربات پیرو تشکیل شده اند. ربات پیشوا فرمان های صادره از سوی انسان را دریافت می کند و از طریق الگوریتم های کنترلی، فرمان های مورد نیاز ربات پیرو را صادر می نماید. ربات های پیشوا-پیرو به دو صورت وجود دارند، استفاده از ربات پیشوایی با هندسه ی مشابه ربات پیرو، و استفاده از ربات پیشوا با هندسه ای متفاوت با ربات پیرو. نوع اول معمولا برای ربات هایی قابل استفاده می باشد که دارای هندسه ی ساده هستند. استفاده از ربات پیشوای مشابه با ربات پیرو، برای ربات هایی با هندسه ی پیچیده امری سخت و بعضا ناممکن است، لذا در این موارد معمولا از پیشوایی با هندسه ی ساده استفاده می شود که به جای تولید فرامین لازم برای حرکت دادن مفاصل، فرامین لازم برای هدایت پنجه را تولید می نماید. یکی از مسائل مهم در این سیستم ها انعکاس نیرو و حس لامسه از ربات پیرو به ربات پیشوا است که به ویژه در کاربردهای حساس اهمیت زیادی دارد زیرا کاربر با استفاده از این باز خوردی که از ربات پیرو دریافت می کند قادر خواهد بود تا ربات پیرو را برای انجام بهتر وظیفه ی مورد نظر راهنمایی کند. طراحی و کنترل ربات پیشوای صفحه ای عمومی با قابلیت انعکاس نیرو موضوع اصلی این تحقیق را در بر می گیرد. برای این منظور چندین ساختار برای ربات پیشوا پیشنهاد شده است. اگر چه برخی از این ساختارها به دلیل فعال نبودن برخی از عملگرهایشان توانایی ایجاد انعکاس نیرو را ندارند. اما در روند منطقی بحث ارائه و بررسی آن ها ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه چهار ساختار به عنوان ربات پیشوا پیشنهاد شده است که ربات دو لینکی با مفاصل غیر فعال، ربات دو لینکی با مفاصل فعال، ربات چهار لینکی میکرو-ماکرو با مفاصل فعال ماکرو و غیر فعال میکرو و ربات چهار لینکی میکرو-ماکرو با فعال می باشند. در ابتدا ربات دو لینکی به عنوان ربات پیشوا بررسی شد. نیروهای وارده به دست کاربر هنگامی که از ربات دو لینکی با مفاصل غیر فعال استفاده می کرد نشان داد که این نیروها در مقایسه با نیروی لازم برای حرکت ابزار به تنهایی بسیار بیشتر می باشند. سپس کنترل کننده های مدار باز و مدار بسته ای برای ربات پیشوای دو لینکی با مفاصل فعال طراحی شد. عملکرد نامناسب این ربات در نزدیکی های وضعیت های تکینه ی ربات باعث پیشنهاد ساختار چهار لینکی به عنوان ربات پیشوا شد. برای رفع مشکل افزونگی استراتژی برای حرکت قسمت ماکرو بر اساس کاهش نیروهای وارده به دست کاربر طراحی شد. ساختار چهار لینکی با مفاصل فعال ماکرو و غیر فعال میکرو نیروهای وارده به دست کاربر را تا حد قابل قبولی کاهش می داد اما قابلیت بازگشت نیرو را نداشت. به همین علت ساختار آخر یعنی ربات چهار لینکی میکرو ماکروی صفحه ای با مفاصل فعال ماکرو و میکرو پیشنهاد شد و برای آن کنترل کننده ی مدار بازی طراحی گردید که در آن استراتژی حرکت قسمت ماکرو همان استراتژی طراحی شده برای ربات چهار لینکی با مفاصل فعال ماکرو و غیر فعال میکرو است. در انتها نیز برای بررسی عملکرد هر ربات و کنترل کننده های طراحی شده ی آن نتایج شبیه سازی ارائه شده است.. نتایج این شبیه سازی ها با هم مقایسه و مزیت ها و معایب هر یک از ساختارهای پیشنهاد شده ذکر شده اند و بهترین ساختار برای ربات پیشوا انتخاب شده است.

مطالعه در مورد ربات های الاستیک در سال های اخیر روند رو به رشدی داشته است. با توجه به پیشرفت های اخیر در امر استفاده از ربات و نیاز انسان به ربات هایی با سرعت بالا و کیفیت عالی استفاده از ربات های انعطاف پذیر (الاستیک) مرسوم شده است. از طرفی بدست آوردن حل دقیق و کنترل بهتر ربات ها از دیگر علت های در نظر گرفتن مدل الاستیک برای ربات ها است. ربات های صلب برای حصول به سختی بالا اغلب سنگین و حجیم ساخته می شوند و دارای نسبت وزن به بار قابل تحمل بالا، سرعت پایین و مصرف انرژی زیادی هستند. هدف از طراحی ربات های انعطاف پذیر رسیدن به حرکت سریع و قدرت مانور بالا در مقایسه با حرکت آرام و کند ربات های صنعتی صلب است. از مهم ترین فواید بازوهای انعطاف پذیر می توان به داشتن جرم کم، حرکت سریع، نسبت وزن به گشتاور بالا که به صورت مستقیم باعث کاهش مصرف انرژی می شود، تولید وبهره بالا و ظرفیت حمل بار بیشتر اشاره کرد. در این پایان نامه ابتدا معادلات حرکت برای ربات با مفاصل دورانی الاستیک و سپس معادلات حرکت ربات با عضوهای الاستیک با مفاصل دورانی استخراج می شوند. برای ربات با مفاصل دورانی الاستیک انعطاف پذیری هر مفصل به صورت یک فنر پیچشی الاستیک خطی در نظر گرفته می شود و سینماتیک ربات بر اساس شیوه دناویت- هارتنبرگ بدست می آید. برای استخراج معادلات حرکت ربات با مفاصل دورانی الاستیک و همچنین ربات با عضوهای انعطاف پذیر نیز از روش لاگرانژ استفاده می شود. در ربات با عضوهای انعطافپذیر عضوها به صورت تیر اویلر- برنولی با شرایط مرزی یک سر گیردار- یک سر بار در نظر گرفته می شوند. برای گسسته سازی سیستم از روش مدهای فرضی استفاده می شود و از یک تابع مد برای هر عضو جهت استخراج مدل دینامیکی استفاده می شود. برای بررسی سینماتیک ربات با عضوهای الاستیک از روش بوک استفاده میشود. در ادامه برخورد ربات الاستیک با محیط کاریش بررسی می شود تا مدل دقیقی از دینامیک ربات الاستیک در زمان برخورد بدست آید. با استفاده از تئوری برخورد نیروی ضربه وارد به ربات در حین برخورد مدل می شود و به صورت تابعی از مشخصات سیستم بدست میآید و تأثیر آن بر سیستم ربات الاستیک وارتعاشات ربات بررسی می شود. برای تأیید نتایج تئوری چند شبیه سازی از برخورد ربات انجام می شود. در بدست آوردن معادلات حرکت ربات از نرم افزار میپل و برای شبیه سازی و حل معادلات از نرم افزار متلب استفاده خواهد شد.

ربات های پادار شامل نمونه حیوانی تا راه رونده های دوپا پیشرفت چشمگیری در چندین دهه گذشته داشته اند. توسعه ربات دوپا که بتواند رفتار همتای بیولوژیکی اش(انسان) را تقلید کند امری دشوار است. برای این منظور بایستی ربات قادر باشد حرکتش را براساس شرایط مختلف سطح وفق داده و با حرکت مناسب پا و بالاتنه پایداری خود را تضمین نماید. در این تحقیق مسیر گام برداشتن برای یک ربات راه رونده دوپا 7 عضوی صفحه ای بر روی سطوح مختلف طرح ریزی شده است. تعادل دینامیکی قدم زدن ربات دوپا بستگی به طراحی مسیر مناسب دارد. اکثر روش های ارائه شده طراحی مسیر به دنبال تعیین مسیرهای مناسب برای مفاصل مچ و ران هستند زیرا با دانستن مسیر حرکت این دو مفصل بحث طراحی مسیر ربات دو پا تکمیل می گردد. مسیرهای حرکت مفاصل مچ و ران پاها در فضای کارتزین با استفاده از چند جمله ای هایی با درجه مناسب به گونه ای طراحی شده که اثر ضربه پاها با زمین حذف گردد و مسیرهای مفاصل ربات و در نتیجه نقطه ممان صفر هموار و پیوسته باشد. روش های مختلفی از جمله روش های تحلیلی و بهینه سازی برای این منظور استفاده گردیده است. همچنین می توان از اطلاعات و تجربیات راه رفتن انسان نیز برای طراحی مسیر استفاده نمود. هدف این تحقیق ارائه روشی به منظور تولید مسیر برای ربات مورد نظر در محیط و شرایط حرکتی متفاوت می باشد. به منظور طراحی مسیر برای حرکت ربات در صفحه طولی بر روی سطح صاف افقی یک سیکل کامل حرکتی با قابلیت تغییر طول گام شامل دو حالت تک تکیه گاهی و دوتکیه گاهی در نظر گرفته شده است. از توانایی های مسیر طراحی شده می توان به حرکت ربات از موانع با ارتفاع دلخواه، تغییر طول گام و حرکت با گام زمانی متفاوت اشاره نمود. با در نظر گرفتن قیود سینماتیکی، مسیرهای حرکت مفصل مچ پا و ران به نحوی مطلوب طراحی شده اند. قیود سینماتیکی شامل پیوستگی سرعت و شتاب می باشد و این باعث پیوستگی در مسیر مفاصل و همچنین نقطه گشتاور صفر می شود. با در نظر گرفتن دو ضریب مجهول در مسیر مفصل ران و با انتخاب مناسب آنها قید پایداری دینامیک ربات ارضا شده است. با جمع آوری مقادیر عددی این ضرایب در حالت های مختلف حرکتی و در ربات های متفاوت مجموعه از داده ها بر اساس روش جستجوی دستی و با استفاده از تجربیات انسانی به منظور آموزش سیستم فازی تولید کننده ضرایب فراهم آمده است. شناسایی پارامترهای سیستم فازی بر پایه روش گرادیان نزولی برای تطبیق پارامترهای سیستم فازی تاکاگی-سوگنو با استفاده از پایگاه عددی بدست آمده انجام شده است. با استفاده از این روش ضرایب مسیر مفصل ران با توجه به شرایط حرکتی مورد نظر تولید می شود. طراحی مناسب مسیر ساز، علاوه بر ارضاء قیود سینماتیکی و تکرار پذیر بودن حرکت، پایداری دینامیکی ربات را تضمین و از واژگون شدن ربات جلوگیری می نماید. معیار پایداری دینامیکی استفاده شده نقطه ممان صفر می باشد که در هر دو حالت تک تکیه گاهی و دو تکیه گاهی معتبر می باشد. البته برای سطح پله از روش شیب مجازی برای استفاده از رابطه نقطه گشتاور صفر استفاده شده است. روش پیشنهاد شده برای حرکت بر روی سطح شیبدار و پله نیز انجام شده است. در نهایت شبیه سازی بر روی سطوح مختلف مانند سطح افقی، سطوح شیبدار با شیب رو به بالا و پایین و پله صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند ربات قادر است بر روی سطوح مورد نظر به صورت پایدار حرکت کند.

با گسترش و پیشرفت علم رباتیک مطالعه و تحقیق بر روی ربات های دوپا افزایش یافته است و توجه بسیاری از مراکز تحقیقاتی و صنعتی را به خود جلب کرده است. به نحوی که در سال های اخیر ربات های انسان نمای متعددی در سراسر دنیا ساخته شده است. ربات های دوپا به دلیل اینکه از نظر ساختاری شبیه انسان هستند، توانایی انجام بسیاری از فعالیت های انسان را دارند. همچنین به علت ماهیت ناپیوسته حرکت ربات دوپا، بسیاری از مشکلاتی که ربات های چرخ دار و مارسان در عبور از سطوح ناهموار، پله ها، موانع و شکاف ها دارند برای این دسته از ربات ها وجود ندارد. از میان تحقیقات زیادی که بر روی ربات های دوپا انجام شده می توان به بررسی پایداری، طراحی مسیر، بهینه سازی راه رفتن و کنترل آن ها اشاره نمود. در کنار روش های ارائه شده برای طراحی مسیر ربات های دوپا، بهینه کردن این مسیرها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بهینه کردن انرژی مصرفی ربات، میزان ترک عملگرها و سرعت راه رفتن ربات از جمله مهمترین مواردیست که مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این میان سرعت ربات دوپا همواره یکی از نشانه های پیشرفت و برتری نسل های مختلف ربات های انسان نما بوده است. با وجود اینکه تحقیقات زیادی برای افزایش سرعت حرکت ربات دوپا انجام شده است ولی روش معینی برای تعیین حداکثر سرعت راه رفتن با در نظر گرفتن تمام محدودیت های موجود، ارائه نشده است. در این پروژه تلاش می شود تا روش مناسبی برای یافتن حداکثر سرعت راه رفتن ربات دوپای هفت عضوی صفحه ای برای داشتن حرکت پایدار و بدون لغزش و با وجود محدودیت گشتاور عملگرها ارائه شود. به این منظور ابتدا با بررسی پارامتری طول و زمان گام و با استفاده از بهینه سازی از طریق الگوریتم ژنتیک حداکثر سرعت ربات بدست می آید. اما این روش زمانبر بوده و نیازمند محاسبات زیاد است. با توجه به معایب این روش در ادامه سعی شده تا به کمک آنالیز صفحه فاز، مسیر حرکت حداقل زمان ربات دوپا در یک گام حرکت طراحی شود. برای اینکار از الگوریتم های حل حداقل زمان موجود برای ربات های پایه ثابت استفاده می شود. ازآنجایی که ربات در فاز تک تکیه گاهی یک ربات سری است و در فاز دو تکیه گاهی مشابه یک ربات موازی عمل می کند، برای یافتن مسیر حداقل زمان در یک گام حرکت از الگوریتم های حل حداقل زمان موجود برای ربات های سری و موازی به ترتیب برای فاز تک تکیه گاهی و دوتکیه گاهی استفاده می شود. سپس الگوریتم مناسبی برای یافتن منحنی حل در صفحه فاز ارائه می شود به طوری که پیوستگی سرعت در شروع و خاتمه گام برداشتن برآورده شود. در انتها تاثیر برخی از پارامترهای فیزیکی و حرکتی ربات نظیر ضریب اصطکاک، طول گام و ... بر حل حداقل زمان بدست آمده و سرعت راه رفتن ربات بررسی شده است.

امروزه بحث توانبخشی افراد دچار ناتوانایی هایی بدنی توسط سیستم های مکانیکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این سیستم های مکانیکی می توانند به صورت منفعل یا فعال باشندو به دو منظور کلی مورد استفاده قرارگیرند:1- درمان ناتوانایی های بدنی 2-ایجاد استقلال در زندگی افراددارای ناتوانی بدنی برای انجام فعالیت های روزمره. هدف از انجام این تحقیق بررسی عملکرد یک دسته ی خاص از این سیستم ها یعنی ارتزها برای ایستادن افراد آسیب نخاعی است که هم می تواند با اهداف درمانی و هم برای ایجاد استقلال در انجام فعالیت ها مورد استفاده قرار گیرد. ارتزها می توانند فعال یا غیر فعال باشند و بسته به سطح آسیب نخاعی باید حد مورد نیاز پشتیبانی را برای فرد ناتوان فراهم کنند. در این تحقیق ساختمان یک ارتز ران-زانو-قوزک-پا غیر فعال مورد بررسی قرار گرفته است که به تازگی در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه استرتکلاید طراحی و ساخته شده است. در بخش اول به بررسی عملکرد ایستادن استاتیکی و دینامیکی با یک ارتز تازه ساخته شده برای استفاده افراد آسیب نخاعی پرداخته ایم. برای این منظور یک مدل سریال پنج لینکی را به عنوان مدل فرد و ارتز در هنگام ایستادن درصفحه طولی که دارای دو درجه آزادیست، در نظر گرفتیم وسپس به استخراج معادلات حرکت سیستم پرداختیم. موقعیت های تعادل سیستم از معادلات حرکت قابل محاسبه هستندو باید دو قید را ارضا کنند: اول پایداری دینامیکی سیستم که مقادیر ویژه سیستم مورد نظر حول نقاط تعادل تعیین کننده آن است؛ دوم پایداری استاتیکی، به این معنا که موقعیت مرکزجرم تصویر شده بدن باید در چندضلعی تکیه گاهی یعنی کف پا قرار گیرد. نتایج مدل پیشنهادی در ابتدا با نتایج تحقیقات پیشین اعتبار سنجی گردید. در ادامه مدل براساس نتایج تجربی نیز صحت سنجی شدو برای محاسبه محدوده زوایای مفاصل که می توانند منجر به ایستادن پایدار گردند مورد استفاده قرارگرفت. این یافته از دست آوردهای اساسی این پایان نامه است و می تواند برای ساخت نسل های آینده ارتز راه گشا باشد. پس از بررسی کامل مسئله ایستادن استاتیکی با ایده ای مشابه، به بررسی ایستادن دینامیکی برای فردی که با ارتز مورد نظر ایستاده است و در حال انجام فعالیتی با دست است، براساس پایداری دینامیکی مفصل ران و پایداری سیستم براساس مفهوم نقطه ممان صفر پرداختیم و در این جا نیز یک حل عمومی ارائه کردیم که محدوده ای از زوایای مفاصل را که می تواند سبب ایستادن پایدار دینامیکی شود، ارائه می کند . پس از بررسی سیستم به صورت منفعل درهر دو حالت استاتیکی ودینامیکی، در بخش بعد با فرض استفاده از عملگر در مفصل ران به کنترل فعال ایستادن با در نظر گرفتن قید نقطه ممان صفر در حضور اغتشاشات پرداختیم. در قسمت پایانی این تحقیق به بررسی راه رفتن یک ربات دوپای نه لینکی پرداختیم. در ابتدا یک مسیر پایدار برای راه رفتن ربات با فرض عدم حرکت دست ها و بالاتنه طراحی گردید و اثر جرم قابل حمل توسط دست ها برپایداری مسیر طراحی شده بررسی گردید. در انتها برای یافتن استراتژی های پایدارسازی ربات ابتدا یک مسیر برای تنه در جهت تحقق حالت ایده آل پایداری طراحی شد و پس از آن با روشی مشابه از حرکت دست ها نیز به تنهایی برای تحقق حالت ایده آل نقطه ممان صفر استفاده شد.

ربات های کابلی دارای ترکیب و ساختار پایه ای ربات های موازی می باشند، با این ویژگی اضافی که کابل ها به عنوان حلقه های موازی و گرداننده ها به عنوان محرک ها عمل می کنند. یک تفاوت مهم میان ربات های کابلی معلق و ربات های کلاسیک موازی در این است که کابل ها فقط قدرت تحمل نیروی کششی را دارند و در نتیجه فقط می توانند پنجه را به سمت خود بکشند. در نتیج? این ویژگی، خیلی از نتایج شاخص ربات های موازی را نمی توان به صورت مستقیم برای آن ها به کار برد. در این پروژه ما ابتدا به مطالع? انواع مختلف ربات های کابلی پرداخته ایم و تعدادی از ربات های موجود را بررسی کرده ایم.از میان ربات های موجود، یک نمونه را که برای حمل دوربین فیلم برداری هوایی، معمولاً در مجموعه های ورزشی، کاربرد دارد انتخاب کرده و به کنترل آن پرداخته ایم. هدف کنترل و حذف نوسانات دوربین در صفح? قائم می باشد . در این تحلیل حرکت صفحه ای فرض شده و کابل ها مانند فنر بدون جرم در نظر گرفته شده اند. پس از به دست آوردن معادلات حرکت ربات، نقط? تعادل را بدست آورده و با خطی سازی حول نقط? تعادل، کنترلر را طراحی کرده ایم.در هر مرحله برای کنترل حرکت ربات در صفحه، به طراحی کنترلر پرداخته و عملکرد سیستم کنترل شده را شبیه سازی کرده ایم.

شباهت ساختاری ربات های انسان نما به انسان، کاربردهای بالقوه و متنوعی را برای این ربات ها ایجاد می کند. این مساله باعث شده که در یکی دو دهه ی اخیر توجه بسیاری از محقیقن در دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی سراسر دنیا به این شاخه از علم رباتیک معطوف باشد. اگرچه یکی از مزیت های اصلی ربات های انسان نما نسبت به سایر انواع ربات ها، توانایی آن ها در عبور از سطوح ناهموار می باشد، اما با توجه به پیچیدگی مساله حفظ پایداری، در این حوزه پیشرفت های کم تری حاصل شده به گونه ای که اغلب وجود انحرافی اندک در سطح نیز می تواند منجر به سقوط ربات گردد. در این پایان نامه بهبود حرکت ربات های دوپا بر روی سطوح ناصاف مورد توجه قرار گرفته و برای این منظور یک مدل هفت عضوی صفحه ای که به چهار سنسور نیرو در پاها مجهز می باشد، در نظر گرفته شده است. این چهار سنسور در پاشنه و پنجه هر پا قرار گرفته و از اطلاعات آن ها برای تشخیص وجود ناهمواری در سطح استفاده می شود. طراحی مسیر اولیه ربات بر مبنای حرکت روی سطح صاف انجام شده است. در این تحقیق کنترل کننده موقعیت/ نیرویی ارائه می شود که بر اساس خطای تعقیب نیروهای مطلوب به اصلاح مسیر پایه اولیه می پردازد. این کنترل کننده از سه قسمت اصلی تشکیل شده است. قسمت اول یک کنترل کننده مدار بسته موقعیت برای تعقیب مسیر مطلوب، قسمت دوم کنترل کننده مدار باز نیرو برای جبران نیروهای اعمالی به پاها و قسمت سوم یک کنترل کننده مدار بسته نیروی قابل تنظیم می باشد. در این کنترل کننده خاصیتی نهفته است که در صورت ایجاد شدن خطای تعقیب نیرو در پاها، به صورت خودکار با اصلاح موقعیت ربات، در جهت جبران خطای نیرو عمل می نماید. این اصلاح مسیر باعث بهبود انطباق ربات با ناهمواری شده و برای رباتی که ارتفاع آن در حالت ایستاده 1.2mاست، عبور از فرورفتگی هایی به عمق 4.5cm و برآمدگی هایی با ارتفاع حداکثر 3.5cm را ممکن می سازد. به منظور بهبود بیشتر حرکت ربات روی سطوح ناهموار کنترل کننده دیگری نیز ارائه می شود. این کنترل کننده علاوه بر دارا بودن ویژگی های کنترل کننده قبلی، امکان کنترل کننده مستقل مسیر مفصل ران و زاویه ی مطلق بالاتنه را نیز فراهم می کند. این ویژگی کنترل کننده، ربات را قادر می سازد که بر برآمدگی هایی با حداکثر ارتفاع 7cm و فرورفتگی هایی به عمق حداکثر 11cm به صورت پایدار قرار گیرد. در این پایان نامه برای استخراج معادلات حرکت ربات از نرم افزار متلب و برای شبیه سازی های عددی از نرم افزار شبیه ساز یوبوتیکز استفاده می شود.

بالبت از مجموعه ربات های پاندول معکوس چرخ دار دارای یک چرخ کروی است. این ربات از یک بدنه ی استوانه ای شکل با وزن و ارتفاعی مشابه یک انسان و یک چرخ کروی تشکیل شده است. چرخ کروی امکان حرکت سریع ربات در جهات مختلف را فراهم می-کند، بدون آنکه نیاز به دور زدن باشد. در این پژوهش تحلیل سینماتیک و دینامیک بالبت در سه بعد، طراحی مسیر نقطه به نقطه ی خارج از خط و کنترل مقاوم ربات به منظور تعقیب مسیر نقطه به نقطه ی طراحی شده و هم چنین طراحی مسیر بر خط به کمک منطق فازی و تعقیب مسیر ربات در مسیرهای تابع زمان مدنظر قرار گرفته است. از نظر سینماتیکی ربات شامل دو قید غیرهلونومیک بوده و به همین دلیل به منظور به دست آوردن معادلات حرکت از روش لاگرانژ برای سیستم های مقید استفاده شده است. سپس با کمک ماتریس مکمل متعامد ماتریس ژاکوبین قید، ضرایب لاگرانژ از معادلات حذف شده و فرم کاهش یافته ی معادلات جهت طراحی مسیر و کنترل ربات به-دست آمده است. با توجه به خصوصیت کم عملگری بالبت، دربخشی از پایان نامه به بررسی خصوصیات این دسته از سیستم ها از جمله روش های به دست آوردن فرم نرمال کاهش یافته پرداخته شده است. طراحی مسیر نقطه به نقطه ی خارج از خط ربات با استفاده از بهینه سازی، در دو بخش طراحی مسیر میان دو موقعیت سکون و طراحی مسیر به منظور حرکت ربات دریک مسیر عبوری از نقاط میانی با سرعت غیر صفر صورت گرفته است. نکته ی اصلی در طراحی مسیر برای حرکت ربات به نقاط مورد نظر، متعادل نگه داشتن استوانه است. به همین دلیل دو دسته مسیر با دامنه های محدود و پارامترهای مجهول برای استوانه پیشنهاد شده اند. پارامترهای مجهول با استفاده از بهینه سازی طوری به دست آمده اند که ربات ضمن حفظ تعادل به نقاط مطلوب برسد. با توجه به حضور نامعینی های پارامتری و دینامیکی کنترل کننده ها ی مود لغزشی و گشتاورهای محاسبه شده برای کنترل ربات در مسیر طراحی شده به کار گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان از موفقیت کنترل کننده ی گشتاورهای محاسبه شده در قیاس با کنترل کننده ی مود لغزشی در حضور نامعینی ها دارد. استفاده از منطق فازی جهت طراحی مسیر زوایای استوانه با هدف حرکت کره در مسیرهای خط مستقیم و منحنی شکل از دیگر کارهای انجام شده در این پژوهش است. به منظور مقابله با نامعینی های سیستم و اغتشاش خارجی در این بخش نیز از کنترل کننده های مود لغزشی و گشتاورهای محاسبه شده برای تعقیب مسیرهای حاصل از منطق فازی استفاده شده است. بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی های نشان می دهدکه در حضور هم زمان نامعینی ها و اغتشاش کنترل کننده ی مود لغزشی در تعقیب مسیر ربات روی زمین در قیاس با کنترل کننده ی گشتاورهای محاسبه شده موفق تر عمل کرده است.

علی رغم پیشرفت روز افزون تجهیزات ایمنی جهت حفظ هرچه بیشتر سلامت انسان، سالانه تعداد قابل توجهی از موارد ابتلای افراد به آسیب های نخاعی در جوامع مختلف گزارش می شود. متعاقب ایجاد چنین عوارضی، فرد دچار ناتوانی های حرکتی خواهد شد که در دراز مدت عوارض جبران ناپذیری بر سلامت وی خواهد گذاشت. محققین و مهندسان استفاده از ارتزها را جهت پیشگیری از ایجاد بیماری هایی ازقبیل پوکی استخوان، عوارض قلبی عروقی، تغییر شکل مفاصل، تحلیل ماهیچه ها و عفونت های کلیوی پیشنهاد می کنند که فرد را قادر می سازند تا برای مدتی بایستد و به راه رفتن بپردازد. با وجود طراحی ها و بهینه سازی های بسیار گسترده که بر روی نسل های مختلف ارتزها انجام گرفته است، همواره مصرف انرژی بالای شخص در حین راه رفتن با ارتز از مهمترین مشکلات گزارش شده می باشد. تاکنون محققین عمدتاً با بهره گیری از انجام آزمایشات آنالیز حرکت افراد، تلاش بر کمینه سازی مصرف انرژی فرد داشته اند. لیکن مدل ریاضی مناسبی از ارتز و شخص بمنظور بررسی تاثیر پارامترهای دخیل در راه رفتن فرد بر انرژی مصرفی وی ارائه نشده است. از این رو در این تحقیق بررسی کاملی بر روی ارتزهای مکانیکی ساخته شده صورت گرفت و مناسب ترین نوع آن از نقطه نظر ساختار ارتز، انرژی مصرفی، پایداری و الگوی حرکتی انتخاب گردید. سپس مدل سینماتیکی از شخص در هنگام استفاده از ارتز در راه رفتن ارائه شد و با الگوگیری از حقیقت راه رفتن فرد آسیب نخاعی با ارتز مورد نظر، نحوه ی حرکت مفاصل مختلف مدل طراحی شد. به موازات ارائه ی مدل، تست های آنالیز حرکت نیز از افراد سالم و همچنین بیماران دچار آسیب نخاعی در راه رفتن به کمک ارتز انجام گرفت و از نتایج سینماتیکی این آزمایشات جهت بهبود خروجی سینماتیک مدل و رسیدن به نتیجه ی مشابه با حرکت واقعی افراد استفاده شد. در ادامه معادلات دینامیک سیستم استخراج شده و با حل دینامیک معکوس، انرژی مصرفی شخص در حین راه رفتن با ارتز محاسبه گردید. سرانجام مطالعه ی پارامتری بر روی عوامل شناخته شده و موثر در حرکت شخص از قبیل زوایای مفاصل ران، زانو، مچ پا و شانه، ارتفاع پاشنه ی پا و طول عصاها انجام گرفت تا تاثیر هرکدام بر انرژی مصرفی شخص حین راه رفتن با ارتز بررسی شود.

در این رساله نقش مفصل پنجه در کیفیت راه رفتن و پایداری ایستادن بررسی شده است. در بخش راه رفتن یک مطالعه ی سینماتیکی و یک مطالعه ی دینامیکی انجام شده است. در مطالعه ی سینماتیکی داده های آزمایشگاهی مربوط به راه رفتن انسان های سالم جهت محاسبه ی یک شاخص سینماتیکی جمع آوری شده است. با استفاده از این شاخص چند نمونه راه رفتن شامل راه رفتن بدون استفاده از مفصل پنجه مورد ارزیابی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده است. در مطالعه ی دینامیکی با تهیه ی یک مدل نه- میله ای شامل مفصل پنجه و طراحی یک مسیر پایدار برای یک گام راه رفتن روی سطح افقی و سطح شیبدار، گشتاورها و شاخص های مصرف انرژی و توان برای دو حالت حرکت با استفاده از حرکت پنجه و حرکت با مفصل پنجه ی قفل شده محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان داد استفاده از مفصل پنجه باعث کاهش حداکثر مقدار گشتاور و همچنین مصرف انرژی در ربات می شود. در این پژوهش برای مدل کردن ایستادن ربات با فرض وجود اغتشاش های کوچک از راهبرد قوزک استفاده شده است. به این منظور تنه با یک پاندول وارون و کف پا با دو عضو صلب به عنوان عضوهای پاشنه و پنجه مدل شده است. بین کف پا و زمین دو نوع قید نیرویی و قید وضعیتی در نظر گرفته شده است. قیدهای نیرویی بر اساس نیروهای واکنش زمین و موقعیت نقطه اثر آن ها و قیدهای وضعیتی بر اساس موقعیت عمودی کف پا از روی سطح زمین تعریف شده اند. در مرحله ی نخست با تعریف سه قید نیرویی، محدوده های مجاز گشتاور مفصل های قوزک و پنجه برای برآورده شدن قیدها به دست آمده است. کنترل تعادل ایستادن ربات سپس با استفاده از دو راهبرد انجام شده است: راهبرد قوزک و راهبرد قوزک- پنجه. در راهبرد قوزک با شرط حفظ تماس کامل کف پا بر روی زمین، کنترل کننده گشتاور قوزک را برای پایدارسازی تعیین کرده و از گشتاور مفصل پنجه برای تامین حداکثر محدوده ی مجاز گشتاورها استفاده می کند. در این راهبرد با اعمال قیدهای نیرویی به مساله، پایدار سازی به دو روش کنترل تناسبی- مشتقی سوییچ شونده و کنترل پیش بین مدل انجام شده است. شبیه سازی ها نشان داد عملکرد کنترل تناسبی- مشتقی با نتایج پژوهش های انجام شده ی قبلی انطباق خوبی دارد و کنترل پیش بین مدل دارای عملکرد بهتر از نظر میزان گشتاور مفصل ها و تغییر زاویه ی تنه در طول پایدار سازی است. در راهبرد قوزک- پنجه با فراهم شدن امکان حرکت مفصل پنجه در طول پایدار سازی، کنترل کننده ی طراحی شده گشتاور هر دو مفصل را محاسبه می کند. کنترل تعادل ایستادن با استفاده از این راهبرد در دو بخش یکی با اعمال قیدهای وضعیتی و دیگری بدون اعمال قید انجام شد. در بخش نخست از کنترل پیش بین مدل و در بخش دوم از کنترل بازخورد حالت بر اساس روش lqr استفاده شده است. برای تحلیل پایداری سیستم کنترل در این راهبرد از مفهوم نماهای لیاپانف استفاده شده است. به این ترتیب ضمن بررسی پایداری، ناحیه های جذب نیز به دست آمده است. این تحلیل همچنین برای راه رفتن با کف پا با پاشنه ی بلند نیز انجام شده است.

دراین رساله الگوریتم چنداولویتی در سطح دینامیک به منظور کنترل همزمان چندین وظیفه با اولویت های معین در یک سیستم افزونه رباتیک ارائه می شود. با مقایسه با الگوریتم های موجود در تحلیل افزونگی نشان خواهیم داد که چگونه می توان از این الگوریتم به صورت یک چهارچوب کلی برای تحلیل افزونگی و کنترل بدنه ربات بهره برد. بعلاوه، مساله پایداری داخلی به همراه راه حلی برای تکینگی الگوریتمی در کنترل چنداولویتی در سطح شتاب ارائه می شود. کنترل امپدانس در فضای پوچ به صورت یکی از نتایج کنترل چنداولویتی در سطح شتاب معرفی می شود. ایده کلی در این روش داشتن کنترل بر روی برهم کنش بدنه ربات با محیط (غالبا انسانی) از طریق یک رفتار امپدانسی در فضای مفاصل و در فضای پوچ وظیفه اصلی در کنار کنترل فضای وظیفه اصلی ربات است. در ادامه مطالعات گسترده ای در راستای تصحیح خطای اعمال شده روی وظیفه اصلی در حین برهم کنش با بدنه ربات، انجام شده است. به این منظور دو روش کلی برای طراحی مشاهده گر اختلال یکی بر اساس خطای ایجاد شده در فضای وظیفه و دیگری بر اساس ممنتوم سیستم ارائه شده است. با استفاده از این روش ها می توان در کنار داشتن یک برهم کنش ایمن بین ربات و محیط انسانی، خطای حاصل از این برهم کنش روی فضای آزمایش شده و kuka lwr وظیفه را نیز مینیمم کرد. تمامی الگوریتم های پیشنهادی به صورت عددی و تجربی بر روی ربات کارایی آنها در عمل نشان داده شده است.

در سال های اخیر استفاده از وسایل نقلیه رباتی زیرآبی (urvs) در سطح وسیعی و در کاربردهای مختلف از قبیل جستجو و گشت زنی، اقیانوس شناسی، جمع آوری اطلاعات، مین یابی، جوشکاری خطوط لوله در زیردریا و تحقیقات علمی مورد توجه مراکز مختلف پژوهشی، نظامی و صنعتی قرار گرفته است. به همین علت، در این پژوهش مسئله ربات شش پا زیرآبی به لحاظ تحلیل دینامیکی و کنترلی مورد بررسی دقیق قرار گرفته شده است. بدین منظور ابتدا با شناخت از مختصات های مرجع به مدل سینماتیک و استخراج معادلات حرکت بدنه صلب و محاسبه نیروها و گشتاورهای گرانشی، شناوری، هیدرودینامیکی و رانشی پرداخته ایم. نهایتا با بدست آمدن کامل معادلات غیرخطی حرکت در مختصات مرجع زمین ثابت، با شبیه سازی آن ها قسمت دینامیک مسئله را به سرانجام رسانده ایم. طراحی کنترل کننده برای ربات های زیرآبی و مخصوصا ربات زیرآبی مورد بررسی از ظرافت و پیچیدگی زیادی برخوردار است. عواملی که موجب دشواری در طراحی کنترل کننده برای ربات های زیرآبی شده است عبارتند از: غیر خطی و پیچیده بودن معادلات حاکم بر حرکت، درجه بالایی از عدم قطعیت به علت شناخت ضعیف از ضرایب هیدرودینامیکی، اختلالات غیر قابل اندازه گیری (مانند جریان های زیرآبی)، تفاوت بین مراکز شناوری و گرانش، نیروهای هیدرولیکی مختلف از جمله شناوری و میرائی هیدرودینامیکی می باشد. با توجه به تحقیقات انجام گرفته پیرامون روش های کنترلی گوناگون بر روی وسایل نقلیه زیرآبی و نیز با توجه به معادلات غیرخطی حرکت برای ربات شش پا زیرآبی، در این پژوهش از دو رویکرد مختلف برای کنترل حالت های ربات زیرآبی استفاده کرده ایم. در رویکرد اول به ارائه یک روش جدید کنترل غیرخطی مقاوم مبتنی بر تاخیر زمانی برای ربات های زیرآبی پرداخته می شود. کنترل مقاوم با استفاده از قانون کنترل تاخیر زمانی (tdc) دارای ساختاری بسیار ساده و کارامد است که نیازی به دینامیک غیرخطی مدل نامی در این قانون کنترلی نیست. این قانون کنترل باعث تضعیف اثر دینامیک ناشناخته و اختلالات غیرمنتظره می شود که این کار به وسیله تخمین مستقیم از یک تابع (شامل نامعینی ها و نیز بخش هایی از مدل ربات) با استفاده از اطلاعات بهنگام از شتاب و ورودی کنترل کننده در مرحله قبلی و سپس اعمال آن در قانون کنترل صورت می گیرد. به جز عبارت های اینرسی، این قانون کنترل نیازی به شناخت و یا ساختار عدم قطعیت و یا کران های عدم قطعیت ندارد. در رویکرد دوم ارائه شده پس از خطی سازی معادلات حرکت، برای مقابله با عدم قطعیت های موجود و دینامیک ناشناخته ربات شش پا زیرآبی از روش بهینه چند منظوره مبتنی بر نرم بی نهایت ?h استفاده کرده ایم. در روش بهینه ?h کنترل کننده آن چنان طراحی می شود که یک کران بالا بر روی نرم بردار خروجی های (وزن دهی شده) سیستم چند متغیره ارضا شود. در این رویکرد طراحی کنترل کننده در قالب یک مسئله در آمده که در آن کمینه کردن تابع هزینه حساسیت مخلوط، فرموله می شود و این مسئله به صورت عددی توسط روش lmi در ?h قابل حل است. برای ارزیابی رفتار کنترل کننده خطی ?h، آن را به مدل غیرخطی ربات زیرآبی به صورت حلقه بسته، متصل می کنیم. در نهایت از نتایج شبیه سازی ها مشاهده می شود که هر دو روش کنترلی به طور مو ثر می توانند ردیابی مسیر مرجع داده شده را در حضور عدم قطعیت پارامترهای هیدرودینامیکی وسیله به خوبی انجام دهند.

اخیرا توجه زیادی به رباتهای متحرک با توجه به محدوده وسیع کاربردهای آنها شده است. با توجه به اینکه رباتهای متحرک محدوده کاری وسیعی را پوشش می دهند بسیار مورد توجه هستند. به دلیل اینکه مصرف انرژی موتورها نسبت مستقیم با جرم و اندازه رباتها دارند به همین سبب از رباتهایی با اعضای بلند و سبک استفاده می شود. در این صورت عضو دارای تغییر شکل می باشد که نمی توان از آن صرفنظر کرد. ربات صلب، سنگین، حجیم، سرعت پایین و مصرف انرژی بالایی دارد در حالی که ربات الاستیک با توجه به قابلیت اطمینان بیشتر، اندازه و حجم کوچکتر، کارایی بیشتر، هزینه های تولیدی کمتر، تحرک و سرعت عمل بیشتر ، مزایای بیشتری نسبت به ربات صلب دارد. ربات متحرکی که در این تحقیق استفاده شده شامل یک بازوی دوعضوی الاستیک است که شامل مفاصل چرخشی می باشد. هر دو عضو این بازو به صورت الاستیک در نظر گرفته شده و ربات در صفحه افقی انتقال داده می شود. در این پایان نامه، روش کنترل بهینه حلقه باز برای بهینه سازی مسیر حرکت نقطه به نقطه ربات متحرک الاستیک با توجه به نقاط ابتدایی و انتهایی مشخص فضای کاری استفاده شده است. معادلات حرکت ربات متحرک توسط روش لاگرانژ بدست می آید و سپس با استفاده از روش مدهای فرضی برای بدست آوردن مدلی با درجات آزادی محدود استفاده می شود. مدل سینماتیکی بر اساس چارچوب گذاری ماتریسهای انتقال استاندارد که هم چرخشهای صلب و هم جابجایی های الاستیک را با فرض کوچک بودن آنها در نظر می گیرد ، بدست می آید. روش اصلاح شده بوک برای بدست آوردن سینماتیک اعضای الاستیک استفاده شده است. عضوهای بازوی انعطاف پذیر بصورت تیر اویلر- برنولی با شرایط مرزی یک طرف گیردار-یک طرف جرم دار مدل می شود. قید غیر هولونومیک و قیدهای سینماتیکی اضافی به منظور حرکت مشخص برای پایه در نظر گرفته می شود. تابع معیار که شامل مجذور سرعت زاویه ای مفاصل و گشتاور وارد بر مفاصل می باشد، تعریف می شود. گشتاور و سرعت زاویه ای را به گونه ای محاسبه می کنیم تا این تابع معیار مینیمم شود. سپس با استفاده از اصل حساب تغییرات و تعریف تابع هامیلتونین با استفاده از اصل مینیمم پونتریاگین و شرایط بهینه، مسئله کنترل بهینه به یک مسئله مقدار مرزی تبدیل می شود. با در نظر گرفتن ضرایب وزن متفاوت برای سرعت زاویهای مفاصل و همچنین گشتاور وارد بر مفاصل بازوی ربات متحرک در تابع معیار، اثر این ضرایب بر جوابها بررسی می شود. در نهایت بازوی انعطاف پذیر با پایه متحرک شبیه سازی می شود تا توانایی این روش را نشان دهد. برای حل معادلات بدست آمده از نرم افزار متلب استفاده شده است. نتایج حاصل از سایر مقالات با نتایج گرفته شده مقایسه شده تا اعتبار استخراج مدل دینامیکی و شبیه سازی اثبات شود. نتایج نشان می دهند با افزایش ضریب وزن سرعت زاویه ای مفاصل نسبت به گشتاور موتورها، تغییر موقعیت زاویهای مفاصل اول و دوم به سمت خطی شدن میل میکند، محدوده سرعت زاویه ای مفاصل کاهش و گشتاور ابتدایی و انتهایی افزایش می یابد.

تمرکز این پایان نامه به روی بیماران پرتس است که از ارتز اسکاتیش رایت استفاده می کنند. هدف ما از این مطالعه ارائه گیتی است از این افراد در حین استفاده از ارتز مذکور است، به نحوی که این گیت به ازای زوایای مختلف ارتز حرکت بیماران را به درستی نشان دهد. از این رو ابتدا بایستی تمایز این گیت با گیت افراد معمولی مشخص شود و سپس با ارائه مدلی سینماتیکی با انتخاب صحیح حداقل درجات آزادی به طوری که بتواند بهترین تطابق را با راه رفتن این افراد داشته باشد، به حل سینماتیک معکوس حرکت پرداخته شده است.

در این پایان نامه، به تحلیل نیروی وارد بر مفاصل و به خصوص مفصل ران در بیماری پرتس، پرداخته شده است. یک مدل دینامیکی از راه رفتن انسان ، ارائه شده است. مدل دینامیکی تئوری با نتایج تست آزمایشگاهی، اعتبار سنجی شده و نهایتاَ روشی برای محاسبه ی نیروی عکس العمل زمین و نیروهای مفاصل به شکل مستقل از آزمایش ارائه گردیده است. در نهایت، به مطالعه ی پارامتری به ازای مقادیر مختلف پارامترهای بیماری پرتس پرداخته شده است. همچنین با توجه به آنکه به نظر می رسد علت اصلی تغییر شکل استخوان ران در بیماری پرتس، ضربه ی وارد بر آن است، در این پایان نامه، به مطالعه ی آثار برخورد بر ضربه و نیروی اعمالی به مفصل ران به هنگام راه رفتن و پریدن، و همچنین مطالعه ی تأثیر پارامترهای موثر بر کاهش ضربه ، پرداخته شده است.

چکیده ندارد.

امروزه از رباتهای موازی با سیستم محرک هیدرولیکی در بسیاری از سیستمهای رباتیک مانند سیمولاتورهای پرواز و ماشینهای ابزار استفاده می شود. بررسی رفتار این سیستمها به حل مسائل دینامیک سیستمهای مقید نیاز دارد. کنترل هیدرولیکی این سیستمها نیز با پیچیدگی های ویژه ای همراه است. در این پایان نامه هدف بررسی اثر عوامل غیر خطی در دینامیک رباتهای موازی است. در فصل اول این پایان نامه تاریخچه ای از تحقیقات صورت گرفته می شود. در فصل دوم با معرفی یک سرو مکانیزم هیدرولیکی یک درجه آزادی و سیستم کنترلی آن ، اثرات رفتار غیر خطی شیر تناسبی بر عملکرد این سرو مکانیزم از طریق شبیه سازی عددی مطالعه می شود. در فصل سوم با مدلسازی لقی در پایه جک این سرو مکانیزم به کمک یک مدل صلب - انعطاف پذیر اثر لقی بر رفتار سیستم بررسی می شود . در فصل چهارم با معرفی مکانیزم سیمولاتور موج به عنوان یک ربات موازی صفحه ای دو درجه آزادی معادلات سینماتیکی و دینامیکی این مکانیزم استخراج می شوند. سپس با استفاده از روش مفاصل مجزا به کنترل مکانیزم پرداخته شده و اثرات غیر خطی شیر تناسبی بر رفتار مکانیزم از طریق مشابه سازی عددی مطالعه می گردد. در فصل پنجم ابتدا رفتار سیمولاتور موج با لقی در پایه جکها بررسی شده سپس معادلات حرکت مکانیزم سیمولاتور همراه با سیستم حذف کننده لقی بوم استخراج می شوند. در ادامه رفتار سیستم در این حالت شبیه سازی عددی شده و مقادیر مناسب پارامترهای سیستم حذف کننده لقی از طریق سعی و خطا به عنوان نتیجه طراحی ارائه می شوند.

رباتهای انعطاف پذیر در مقایسه با رباتهای صلب دارای مزایای بیشتری می باشند . مشکلات موجود برای کنترل رباتهای الاستیک یکی از عوامل بازدارنده استفاده از رباتهای انعطاف پذیر است. در این تحقیق نخست مسیر حرکت ربات را که به علت وجود درجه های آزادی اضافی ناشی از انعطاف پذیری می توانند پیچیده باشند با معرفی قیدهای مصنوعی مدل شده اند سپس برای سیستم هایی که تحت تاثیر قیدهای مصنوعی قرار دارند و تعداد عملگرهای آنها کمتر از تعداد درجه های آزادی شان هستند ( سیستمهای کم - عملگر ) فرمول بندی جدیدی پیشنهاد گردیده که در نهایت معادلات حداقل مرتبه دینامیکی حاکم بر رفتار سیستم را که در ضمن دسته قیدهای مصنوعی را ارضا می کنند استخراج می شوند. سرانجام چگونگی اعمال نیروهای قیدی که از این طریق اعمال می شوند و در واقع قانون کنترل مدار باز ربات را تشکیل میدهند ارایه شده است. در این روش پنجه مقید به حرکت بر روی مسیر تعیین شده است ضمن ان که عضوهای الاستیک از آزادی نسبی در انجام حرکت های الاستیک برخوردارند . از پیامدهای این روش عدم نیاز به هموار سازی سیگنال کنترل که موجب کند شدن سیستم می شود می توان نام برد. هرچند این روش برای سیستمهای الاستیک ارایه گردیده اما آن را هم چنان می توان در سیستمهای کم - عملگر با پایه متحرک نیز به کار برد .ویژگی های روش ارایه شده باعث گردیده تا آن را بتوان در مواردی از قبیل کنترل رباتهای الاستیک ، کنترل رباتهای شناور ، و حتی کنترل رباتهایی که بعضی از عملگرهای آن از کار افتاده باشند استفاده کرد. شبیه سازی برای مدل یک ربات الاستیک با پنج درجه آزادی و یک ربات شش درجه آزادی شناور که هر کدام باید قیدهای مربوطه را ارضا نمایند کارایی روش را برای لحاظ اثر انعطاف پذیری سیستم و کنترل سیستمهای کم عمگر با پایه متحرک اثبات کرده است.

پدیده گالواپینگ پدیده ای است که در اثر آن نوسانات با دامنه بالا و فرکانس پایین بر روی کابل های انتقال جریان فشار قوی به وجود می آید. این پدیده به علت ناپایداری حالت تعادل استاتیکی کابل ها و در اثر اغتشاشات اولیه به وجود می آید. اگر سرعت باد که در راستای عمود بر کابل می وزد از یک سرعت بحرانی بیشتر شود حالت تعادل استاتیکی کابل ناپایدار می گردد و نوسانات کوچک اولیه به تدریج رشد می کنند و نهایتا به نوسانات حدی با دامنه بالا و فرکانس پایین می رسند. در اثر این پدیده برخورد بین فازها به وجود می آید و به کابل ها و سازه ها ی نگه دارنده آنها صدمات زیادی وارد می شود. آگاهی نسبت به دامنه نوسانات کابل ها در اثر این پدیده برای رعایت فاصله بین فازها و استفاده در طراحی ها بسیار ضروری می باشد.در این پایان نامه معادلات حرکت کابل ها با استفاده از روش تقریبی مودهای فرضی استخراج می گردند. شرط ناپایداری حالت تعادل استاتیکی کابل و سرعت بحرانی با خطی کردن معادلات به دست می آید. روش معمولی برای حل معادلات حرکت استفاده از رو ش عددی حل معادلات دیفرانسیل می باشد علاوه براین در این پایان نامه روش تقریبی اختلالات با فرض اینکه معادلات حرکت معادلاتی به مقدار کم غیر خطی باشند برای به دست آوردن دامنه نوسانات حدی کابل مورد استفاده قرار می گیرد و نتایج به دست آمده از این روش با نتایج به دست آمده از حل عددی معادلات مقایسه می گردند.