بررسی سینماتیک، دینامیک و روش های مختلف کنترل ربات موازی 3-rrr

امروزه بازو های رباتیک از بخش های جدا ناپذیر صنعت می باشند و گستره ی کاربرد های آنها به زمینه هایی همچون پزشکی، فناوری های فضایی و غیره رسیده است. بازو های رباتیکی که در گذشته به کار می رفتند، ساختاری سری داشتند، بدین معنی که در ساختار مکانیکی آنها حلقه ی بسته ای وجود نداشت. در سال های اخیر بازو های رباتیک با ساختار های حلقه بسته مورد توجه دانشمندان و صنعت قرار گرفته اند. این ربات ها که ربات های موازی نامیده می شوند، به علت وجود حلقه های بسته در ساختار خود دارای برتری هایی نسبت به ربات های سری هستند. از جمله این برتری ها می توان صلبیت ربات، دقت بالا، توانایی کار در سرعت های بالا و توانایی حمل بار زیاد نسبت به وزن ربات، را نام برد. این ویژگی های ربات موازی باعث شده است که روز به روز تحقیقات بیشتری بر روی این دسته از ربات ها صورت گیرد. تحلیل سینماتیک و دینامیک ربات های موازی به علت ساختار حلقه بسته و پیچیده ای که دارند بسیار مشکل تر از ربات های سری می باشد. بخشی از تحلیل سینماتیکی ربات های موازی سینماتیک مستقیم نام دارد. سینماتیک مستقیم بخشی ضروری در بسیاری از کنترل کننده های ارائه شده برای ربات موازی می باشد. برخلاف ربات های سری، حل مسئله ی سینماتیک مستقیم در ربات های موازی بسیار دشوار است و با وجود اینکه پژوهشگران زیادی این مسئله را مورد بررسی قرار داده اند تاکنون روش کاملاً مناسبی برای حل این مسئله ارائه نشده است. یکی از مهمترین بخش های علم رباتیک، علم کنترل می باشد. کنترل ربات نقش بسیار مهمی در دقت ربات در پیمودن مسیر مورد نظر دارد. از آنجا که ربات ها دینامیکی غیر خطی دارند، طراحی کنترل کننده مناسب برای آنها همواره امری چالش برانگیز بوده است. در ربات های موازی به علت پیچیدگی ساختار، تحلیل سینماتیک و دینامیک ربات بسیار پیچیده تر از ربات های سری است و به همین دلیل کنترل آنها نیز بسیار دشوار تر می باشد. در این پروژه سینماتیک، دینامیک و کنترل ربات موازی صفحه ای با سه درجه ی آزادی 3-rrr مورد مطالعه قرار گرفته اند. اما از آنجا که بیشترین چالش ها در زمینه ی ربات موازی بر روی نحوه ی حل سینماتیک مستقیم و کنترل آن است، سعی شده است تا چندین روش سریع و دقیق برای حل سینماتیک مستقیم و همچنین کنترل کننده هایی که نسبت به کنترلر های ارائه شده در گذشته دقیق تر و مقاوم تر بوده و نیاز به حجم محاسبات کمتری دارند، ارائه شود. در این راستا از روش هایی چون روش های خطی سازی، سیستم های فازی، الگوریتم ژنتیک و روش های بهینه سازی کمک گرفته شده است. در پایان هر بخش از پروژه، برای مقایسه و بررسی مباحث مورد مطالعه، مثال هایی عددی برای مقایسه ارائه شده است.