طراحی مفهومی و کنترل مقاوم یک ربات موازی برای جابجایی اجسام با سرعت بالا

ویژگی های منحصربه فرد از جمله استفاده از ساختار متوازی الاضلاع، استحکام بالا در حجم ساختاریِ محدود و رفتار دینامیکی مناسب در عین سرعت و شتاب بالا باعث شده تا ربات موازی دلتا به عنوان یکی از بهترین انتخاب ها در کاربردهای جابجایی اجسام کوچک باشد. در این پایان نامه ربات فوق را در ساده ترین ساختار خود یعنی ساختار 3 درجه آزادی بکار می گیریم. پس از معرفی مدل ریاضی از ساختار هندسی ربات و تحلیل ژاکوبین، دینامیک ربات را بر اساس روش اول لاگرانژ به دست آورده و با مدل طراحی شده در نرم افزار adams ارزیابی می کنیم. سپس پارامترهای سینماتیکی ربات را با توجه به 3 شاخص سینماتیکی که معرف سرعت و مهارت ربات هستند، طی یک بهینه سازی چند هدفه با روش nsgaιι بهینه کرده و یک جبهه پرتو از پارامترهای بهینه ارائه می دهیم. در ادامه مسیر مکانی و منحنی های زمانی حرکت مجری نهایی را برای با هدف بیش ترین سرعت در کمترین زمان طراحی کرده و از حل سینماتیک و دینامیک وارون، پس از به دست آوردن محدودیت های فضای مفصلی روی سرعت، شتاب و گشتاور مفاصل تحت تحریک، مشخصات موتور مناسب را با توجه به این محدودیت ها تعیین می کنیم. در پایان نیز یک الگوریتم کنترلی با هدف مقاوم بودن سیستم کنترلی ربات در برابر نامعینی های پارامتری در پارامترهای سینماتیکی و دینامیکی ارائه کرده و پایداری سیستم حلقه بسته را با روش دوم لیاپانوف اثبات می کنیم. نتایج حاصل از شبیه سازی ها موید این نکته است که روش بهینه سازی بکار رفته در کنار طراحی مسیر مکانی و زمانی مناسب و الگوریتم کنترلی پیشنهادی توانسته اند علاوه بر پایداری سیستم حلقه بسته، ما را به هدف این پژوهش یعنی رسیدن به بیش ترین تعداد جابجایی قطعه توسط ربات در مدت زمان مشخص، با کمترین هزینه، با دیدگاه پیاده سازی عملی برسانند.