کنترل بینامبنای بازوی ربات با بکارگیری روش های هوشمند در تقریب ماتریس ژاکوبین

پایان نامه
چکیده

سیستم کنترل خودفرمان بینایی، به سیستمی اتلاق می شود که از اطلاعات بازخوردی دوربین برای کنترل ربات استفاده می کند، تا ربات، از نقاط شروع دلخواه به نقطه هدف برسد. راه های متنوعی از جمله کنترل با استفاده از مدل ربات، طراحی کنترلگر بصورت مستقیم و استفاده از ماتریس ژاکوبین در این زمینه مطرح شده است. اما، از آنجا که در بسیاری از مواقع (از جمله این پایان نامه)، مدلی از ربات دردسترس نیست و یا بدست آوردن آن کاری دشوار و زمانگیر خواهد بود، فرمان کنترل با استفاده از ماتریس ژاکوبین تولید می شود. قانون کنترل استفاده شده در این پایان نامه، از معکوس ماتریس ژاکوبین برای تولید فرمان استفاده می کند. پس، با استفاده از شبکه عصبی و آموزش برون‏خط آن با داده های آموزشی جمع آوری شده، معکوس ماتریس ژاکوبین تقریب زده می شود، تا مستقیماً در قانون کنترل موردنظر استفاده شود (استفاده از شبکه عصبی، بدلیل ماهیت غیرخطی ماتریس ژاکوبین می باشد). به ازای هر کدام از درجات آزادی بازوی ربات، یک شبکه عصبی با ساختار پیشرو درنظر گرفته می شود. حالت بازوی ربات (سیستم) و ویژگی های انتخاب شده، ورودی های این شبکه ها، و خروجی آن‏ها، بیان کننده میزان تغییرات ویژگی ها به تغییر در مقادیر متغیرهای مفصل ربات (المان های معکوس ماتریس ژاکوبین) می باشد. در پیاده سازی عملی این روش، ویژگی درنظر گرفته شده، فاصله مجری نهایی ربات در بعد x و y تا هدف در قاب تصویر و بر حسب پیکسل است که مقدار آن در محل مطلوب (هدف) صفر می باشد. با توجه به ویژگی انتخاب شده و نحوه قرارگیری بازوی ربات و دوربین، با مشخص شدن محل مفصل شانه بازوی ربات، حالت سیستم بصورت یکتا مشخص می شود. از جمله چالش هایی که در پیاده سازی این روش با آن روبرو هستیم، نحوه محاسبه معکوس ماتریس ژاکوبین و ارائه ساختار هوشمند برای تقریب زدن آن، تشخیص محل مفاصل با استفاده از تصاویر دوربین، و تغییرات نور محیط می باشد. بدیهی است که برای هر یک از چالش‏های مطرح شده، راهکار مناسبی ارائه شده است. نتایج آزمایشات حاکی از موفقیت روش پیشنهادی در رساندن مجری نهایی بازوی ربات به نقاط هدف مختلف در محیط کاری است.

منابع مشابه

کنترل بینامبنای بازوی ربات با مدل‌سازی عصبی معکوس ماتریس ژاکوبین

سیستم کنترل خودفرمان بینایی، به سیستمی اتلاق می شود که از اطلاعات بازخوردی دوربین برای کنترل ربات استفاده می‌کند؛ تا ربات، از نقاط شروع دلخواه به نقطه هدف برسد. راه‌های متنوعی از جمله کنترل با استفاده از مدل ربات، طراحی کنترلگر بصورت مستقیم، و استفاده از ماتریس ژاکوبین در این زمینه مطرح شده است. اما، از آنجا که در بسیاری از مواقع، مدلی از ربات دردسترس نیست و یا بدست آوردن آن کاری دشوار و زمانبر...

متن کامل

کنترل بینامبنای بازوی ربات با مدل سازی عصبی معکوس ماتریس ژاکوبین

سیستم کنترل خودفرمان بینایی، به سیستمی اتلاق می شود که از اطلاعات بازخوردی دوربین برای کنترل ربات استفاده می کند؛ تا ربات، از نقاط شروع دلخواه به نقطه هدف برسد. راه های متنوعی از جمله کنترل با استفاده از مدل ربات، طراحی کنترلگر بصورت مستقیم، و استفاده از ماتریس ژاکوبین در این زمینه مطرح شده است. اما، از آنجا که در بسیاری از مواقع، مدلی از ربات دردسترس نیست و یا بدست آوردن آن کاری دشوار و زمانبر...

متن کامل

طراحی کنترل‌گر فازی با قابلیت تنظیم برخط برای کنترل بینامبنای بازوی ربات

درکنترل بینامبنا ربات از اطلاعات استخراج شده از حسگر بصری برای کنترل حرکت ربات استفاده می‌شود. در روش‌های سنتی کنترل بینامبنا، مدل ربات و مدل دوربین مورد نیاز است. به دست آوردن این مدل‌ها زمان‌بر و گاهی اوقات غیرممکن است. بنابراین در تحقیقات اخیر از روش‌های هوشمند برای مقابله با این چالش استفاده می‌شود. در این پژوهش ابتدا از یک کنترل­گر فازی ترکیبی برای کنترل بازوی ربات استفاده شده است. ورودی‌ه...

متن کامل

کنترل بازوی رباتِ دارای ماتریس ژاکوبین نامعین با بازخورد از فضای کار،ه روش کنترل مدلغزشی فازی تطبیقی مقاوم

در بیشتر تحقیقاتی که تاکنون در حوزه­ی کنترل موقعیت بازوی ربات انجام شده است، فرض بر این است که یا سینماتیک بازوی ربات و یا ماتریس ژاکوبین ربات از فضای مفصلی به فضای کار کاملا معلوم است. در حالیکه هیچکدام از پارامترهای فیزیکی موجود در معادلات بازوی ربات را نمی­توان با دقتی بالا محاسبه نمود. به علاوه وقتی که بازوی ربات جسمی را بر می­دارد، عدم­قطعیت­ها در طول، جهت و نقطه­ی تماس مجری نهایی با آن بر...

متن کامل

عبور از نقاط تکین فضای کار در کنترل ساختار متغیر موقعیت بازوهای ربات کاربردی در صنایع دریایی، در حضور عدم قطعیت ها

  کنترل موقعیت بازوی ربات، به دو روش کنترل در فضای مفصلی و کنترل در فضای کار انجام می گیرد. در بازوهای ربات عملیاتی در صنایع دریایی، به علت پیچیدگی و محدودیتهای موجود در فضای کار، تاثیر عدم قطعیت ها بر عملکرد بازوی ربات بیشتر می گردد. بنابراین کنترل مطلوب در فضای مفصلی، لزوماً کنترل مطلوب در فضای کار را نتیجه نمی دهد. از طرفی استفاده از معکوس ماتریس ژاکوبین در محاسبه معادلات دینامیکی بازوی ربات ...

متن کامل

کنترل ساختار متغیر ردگیری موقعیت بازوی ربات در فضای کار در حضور عدم قطعیت های ساختاری و غیرساختاری موجود در دینامیک و سینماتیک بازوی ربات

در بیشتر تحقیقاتی که تاکنون در حوزه ی کنترل موقعیت بازوی ربات انجام شده است، فرض بر این است که یا سینماتیک بازوی ربات و یا ماتریس ژاکوبین ربات از فضای مفصلی به فضای کار کاملاً معلوم است. در حالیکه هیچکدام از پارامترهای فیزیکی موجود در معادلات بازوی ربات را نمی توان با دقتی بالا محاسبه نمود. به علاوه وقتی که بازوی ربات جسمی را بر می دارد، عدم قطعیت ها در طول، جهت و نقطه ی تماس مجری نهایی با آن بر...

متن کامل

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 یزد - دانشکده برق و کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023