مدلسازی و کنترل ربات موازی شش کابلی با شش درجه آزادی

در این پایان نامه به مدلسازی دینامیکی و کنترل یک ربات موازی شش کابلی شش درجه آزادی پرداخته شده است. ربات-های موازی کابلی، نوع خاصی از ربات های موازی می باشند که به جای بازو های صلب از کابل و به جای استفاده از عملگر های هیدرولیکی و پنوماتیکی از کابل جمع کن هایی استفاده می شود که توسط موتور های الکتریکی تحریک می شوند. اولین گام در طراحی کنترل کننده، داشتن یک مدل مناسب و کامل از ربات می باشد. لذا در این پایان نامه ابتدا به مدلسازی سیستم مورد بررسی با استفاده از روش لاگرانژ پرداخته شده است. در استخراج معادلات حرکت، از انعطاف کابل و دینامیک عملگر ها صرف نظر شده است. در قیاس با حجم زیاد کار های انجام شده در حیطه ی کنترل ربات های سری و موازی، حجم کمتری به بحث و بررسی کنترل ربات های کابلی پرداخته شده است. هدف اصلی این پایان نامه، بهره گرفتن از یک روش کنترل مقاوم و تطبیقی به منظور کنترل موقعیت ربات موازی شش کابلی شش درجه آزادی در حضور اغتشاش و عدم قطعیت در برخی پارامتر های سیستم، همزمان با حفظ کشش مثبت کابل ها می باشد. همچنین عملکرد این کنترلر ها با روش های کنترل معمولی غیر مقاوم مقایسه شده است. تحلیل پایداری مقاوم الگوریتم کنترلی پیشنهادی با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف انجام شده است. کنترل ربات های کابلی به علت ویژگی منحصر به فرد کابل ها، که فقط باید در کشش باشند، چالش برانگیزتر از کنترل دیگر ربات های موازی می باشد و قوانین کنترل، مستقیماً قابل استفاده برای این ربات ها نمی باشد. این محدودیت ذاتی نه تنها باعث عملکرد بدتر می شود بلکه ممکن است باعث ناپایداری سیستم گردد. بنابراین باید الگوریتمی اعمال گردد که ورودی های سیستم از جانب کنترلر را به کشش مثبت کابل مقید سازد. الگوریتم اعمال شده در این پروژه، به گونه ای است که مقادیر کشش کابل ها، تحت مسیر مطلوب و شرایط اولیه ی مختلف، مثبت بدست آید. برای اطمینان از صحت مدل دینامیکی و کارایی کنترلر های طراحی شده شبیه سازی هایی انجام شده است و نتایج مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.