تحلیل دینامیکی و کنترل موقعیت دهی یک سازه فضایی توسط یک ربات فضایی متصل به تتر
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده مهرزاد سلطانی
- استاد راهنما مهدی کشمیری
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1392
چکیده
سیستمی که در این پایان نامه به تحلیل دینامیکی آن پرداخته شده، از یک ماهواره ی اصلی در حال گردش به دور زمین در مداری دایره ای با حرکتی از پیش تعریف شده تشکیل شده، که بیشتر جرم سیستم ناشی از ماهواره است. در این ماهواره، مکانیزم قرقره ی تعبیه شده، با تولید سرعت خطی در طنابی که به دور آن پیچیده شده تغییر طول ایجاد می کند. به انتهای تتر یک بازویی دو عضوی متصل شده و پنجه ی ربات سازه ای صلب و همگن را حمل می کند. موقعیت دهی سازه و انتقال آن در روی یک مسیر داده شده، ماموریت این سیستم را تشکیل می دهند. روش های کنترلی معمول به دلیل بازه ی محدود تغییرات طول تتر در حین عملیات کارآمد نیستند و کنترل سیستم چالش اصلی این پژوهش است. ابتدا با در نظر گرفتن فرضیاتی مشخص، معادلات دینامیکی سیستم با تتر صلب استخراج شده است. سپس برای سیستم صلب کنترل کننده ای که پاسخ گوی اهداف پایان نامه باشد طراحی شده است و در انتها اثر انعطاف پذیری تتر در دینامیک سیستم کنترل شده ارزیابی شده است. تمرکز اصلی این پژوهش بر مسئله کنترل سیستم با توجه به محدویت تغییر طول تتر است. با تفکیک دینامیک سیستم به دو بخش حرکت نوسانی-دورانی تتر و حرکت بازوی رباتیکی، کنترل سیستم تجزیه وتحلیل شده است. از آنجا که به دلیل گشتاورهای اعمالی روی مفاصل ربات و سازه، کنترل این دو بخش راحت تر انجام می گیرد، ایده ی به کار رفته در حل مسئله کنترل سیستم این است که حرکت دروانی تتر مستقل از زوایای مفاصل ربات و سازه کنترل شوند و اثر تداخل دینامیکی حرکت بازو بر حرکت تتر به صورت اختلال در کنترل تتر در نظر گرفته شود. کنترل کننده ای که برای کنترل زوایای مفاصل ربات و سازه پیشنهاد شده، کنترل کننده ی گشتاورهای محاسبه شده است. کنترل چالش برانگیز زاویه ای تتر با حفظ طول تتر در یک رنج محدود ابتدا برای یک سیستم ساده تتر فضایی به عنوان الگو، با استفاده از روش کنترلی مبتنی بر پیش بین مدل، model predictive control، بررسی شده است. سپس با بکارگیری یک کنترل کننده ی ترکیبی nmpc-ctm مسئله کنترل سیستم اصلی در دو حالت حمل سازه و ربات بدون سازه بررسی و شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی سیستم در نتیجه ی اعمال کنترل کننده های طراحی شده نشان دهنده عملکرد خوب این کنترل کننده ها است. در آخر اثر انعطاف پذیری تتر به فرضیات مسئله اضافه شده معادلات سیستم برای این شرایط استخراج شده اند. تاثیر این انعطاف پذیری در کنترل سیستم به عنوان اغتشاش ساختاری برای سیستم در مدل دینامیکی در نظر گرفته شده و نتایج حاصل از شبیه سازی برای کنترل سیستم در انتقال سازه به نقطه ی هدف ارائه شده است.
منابع مشابه
مدل‌سازی دینامیکی و کنترل ربات فضایی متصل به تتر
In present study, dynamic modeling and control of a tethered space robot system in trajectory tracking of its end effector is investigated. Considering variation of the tether length in the model, dynamics of the system is modeled using Lagrange’s method. Librational motion of the tether is controlled by adjusting the tether length similar to conventional manipulators,control of the robot...
متن کاملمدل سازی دینامیکی و کنترل ربات فضایی متصل به تتر
در این مطالعه، مدل سازی دینامیکی و کنترل یک ربات فضایی تتر شده1 در تعقیب مسیر پنجه ربات بررسی شده است. با درنظر گرفتن تغییرات طول تتر در مدل، دینامیک سیستم با استفاده از روش لاگرانژ مدل شده است. حرکت نوسانی یا پاندولی تتر2 توسط تنظیم طول تتر کنترل شده است و همانند بازوهای مکانیکی متعارف، کنترل حرکت ربات توسط موتورهای آن انجام گرفته است. واضح است که در مسئله تعقیب مسیر پنجه ربات با نگهداشتن آن د...
متن کاملتحلیل دینامیکی غیرخطی یک ربات انعطاف پذیر متحرک فضایی
در این مقاله با استفاده از متغیرهای کمکی ساختار کلی مدل دینامیکی یک ربات متحرک فضایی با n لینک انعطاف پذیر و n مفصل لولا، که مجموعه ای از 5n+6 معادلة دیفرانسیل جزئی کوپل غیرخطی به همراه شرایط مرزی است، ارائه شده است. از بیان نیروها و گشتاورهای ناپایستار صرف نظر شده است، ولی اگر در نظر آورده شوند، ساختار کلی مدل دینامیکی عوض نخواهد شد. پایۀ ربات جسم صلب شش درجه آزادی در فضا ست و هر لینک آن، به ع...
متن کاملتحلیل دینامیکی غیرخطی یک ربات انعطاف‌پذیر متحرک فضایی
در این مقاله با استفاده از متغیرهای کمکی ساختار کلی مدل دینامیکی یک ربات متحرک فضایی با N لینک انعطاف‌پذیر و N مفصل لولا، که مجموعه‌ای از 5N+6 معادلة دیفرانسیل جزئی کوپل غیرخطی به همراه شرایط مرزی است، ارائه شده است. از بیان نیروها و گشتاورهای ناپایستار صرف نظر شده است، ولی اگر در نظر آورده شوند، ساختار کلی مدل دینامیکی عوض نخواهد شد. پایۀ ربات جسم صلب شش درجه آزادی در فضا ست و هر لینک آن، ...
متن کاملتحلیل 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...
منابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023