مدلسازی و کنترل روبات هپتیک با کاربری شستشوی مقره در خط انتقال قدرت گرم

در این مطالعه چگونگی استفاده از روبات هپتیک بر روی خط انتقال گرم به منظور شستشوی مقره مورد بررسی قرار می‏گیرد و به این منظور از یک سامانه عملکرد از راه دور دوجانبه به صورت دوکاناله استفاده می‏شود. در گذشته کار بر روی خط انتقال گرم (از جمله شستشوی مقره) خطرات فراوانی را برای کارگران ایجاد می‏کرد، که از جمله آن می‏توان به خطر برق گرفتگی و یا سقوط از ارتفاع اشاره کرد به این ترتیب برای جلوگیری از ایجاد این خطرات برای انسان تحقیقات به سمت استفاده از روبات در این زمینه پیش می‏رود. به این منظور باید دو روبات تابع و متبوع وجود داشته باشند که روبات متبوع فرمان را از کاربر دریافت کرده و به روبات تابع که در تعامل مستقیم با محیط است انتقال دهد، این امر سبب می‏شود که از یک سامانه عملکرد از راه دور استفاده شود. از طرفی با توجه به اینکه مقره جسمی شکننده و نسبت به میزان نیروی وارد حساس است بنابراین شستشوی آن تنها با استفاده از فیدبک دیداری و فرمان یک جانبه (از متبوع به تابع) امکانپذیر نیست. به همین دلیل از گروه خاصی از روبات‏ها با خاصیت هپتیک استفاده می‏شود که امکان استفاده از حس لامسه (بازتاب نیرو) را برای کاربر فراهم می‏کند و به این ترتیب از فیدبک نیرو نیز استفاده می‏شود که از سمت تابع به متبوع است و سامانه را به یک سامانه دوجانبه تبدیل می‏کند. روبات‏های phantom omni و puma 560 به ترتیب به عنوان روبات متبوع و تابع در نظر گرفته می‏شوند. در این پایان‏نامه همچنین چگونگی ایجاد رابطه بین روبات تابع و محیط بیان می‏شود و مدل‏های دینامیک روبات تابع و متبوع به منظور پیاده‏سازی کنترل‏کننده معرفی می‏شود. در این پژوهش هدف طراحی کنترل‏کننده مناسب برای کنترل این دو روبات به منظور رسیدن به هدف می‏باشد، که به این سبب طراحی کنترل‏کننده به دو بخش طراحی برای روبات تابع به منظور کنترل موقعیت و برای کل سامانه به منظور کنترل نیرو تقسیم می‏گردد، که هرکدام از آنها نکات ویژه‏ای را در بر می‏گیرند. برای روبات تابع از سه نوع کنترل‏کننده pd، شامل نوع سنتی، نوع دارای خاصیت جبران گرانش و تطبیقی برای کنترل موقعیت استفاده می‏شود و در ادامه با تعمیم کنترل‏کننده pd تطبیقی برای سامانه حلقه بسته کلی، از آن برای کنترل نیرو استفاده می‏شود. همچنین یک فیدبک خطی‏ساز برای کل سامانه استفاده شده و سپس مجموع فیدبک خطی‏ساز و سامانه اصلی با یک کنترل‏کننده تطبیقی مدل مرجع کنترل می‏شود. دلیل استفاده از کنترل‏کننده تطبیقی توانایی این نوع از کنترل‏کننده‏ها به منظور جبران گرانش و همچنین مواجهه با هر نوع اغتشاش و تغییر در میزان بار وارد بر بازوی روبات می‏باشد.