طراحی کنترل کننده ی مناسب برای تعقیب مسیر حرکت یک ربات موازی صفحه ای

امروزه در صنعت برای تولید انبوه کالاها نیاز به سرعت، قدرت و دقت بالاست. به همین منظور بحث رباتیک و مسائل پیش روی آن به یک موضوع جذاب برای صنعتگران تبدیل شده است. در گذشته ربات های سری در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گرفت ولی امروزه ربات های موازی به دلیل دقت و سرعت زیادتر نسبت به ربات های سری بیشتر مورد توجه قرار می گیرند. در این تحقیق مدل سازی دینامیکی، کنترل، طراحی و ساخت ربات موازی 3-rpr بررسی می شود. استخراج معادلات حرکت این ربات در دو حالت صلب و انعطاف پذیر با استفاده از روش لاگرانژ انجام می گیرد. سپس مسیری کوتاه و بدون برخورد با موانع موجود در فضای کاری ربات موازی، برای تعقیب آن توسط مجری نهایی، توسط الگوریتم بهینه سازی بهبود یافته ی فاخته تولید می شود. از آنجا که موضوع اصلی این تحقیق کنترل ربات موازی است، در این تحقیق دو دسته از کنترل کننده های غیر وابسته و وابسته به مدل دینامیکی سیستم انتخاب می شود. کنترل کننده های استفاده شده از دسته اول، شامل کنترل کننده های pid و فازی می شود. با توجه به اینکه تنظیم ضرایب کنترل کننده های فوق امری مشکل و زمان بر است از روشی بر پایه الگوریتم های بهینه سازی تکاملی برای تنظیم ضرایب استفاده می شود. با توجه به اینکه طراحی کنترل کننده های فوق نیاز به داشتن دانش از رفتار سیستم مورد مطالعه دارد، در ادامه از کنترل کننده وابسته به مدلی چون خطی ساز پسخورد استفاده می شود. سپس چون کنترل کننده فوق به نامعینی های ساختاری مقاوم نیست، کنترل کننده مود لغزشی که به نامعینی های ساختاری و دینامیکی مقاوم است انتخاب می شود. همچنین در این تحقیق برای کنترل مجری نهایی ربات مزبور کنترل کننده پسخورد کمی که روابط آن در حوزه فرکانس بیان می شود نیز استفاده می شود. در ادامه مجری نهایی ربات مذکور بر روی مسیری کوتاه و هموار در حضور موانع متعدد که توسط یک الگوریتم بهینه سازی تولید شده است، کنترل می گردد. همچنین برای تأیید معادلات حرکت و قوانین کنترلی ربات از شبیه سازی ربات در نرم افزار adams و simmechanics استفاده می شود. در ادامه، در این تحقیق ارتعاشات ناشی از ربات موازی مدل شده با سه بازوی میانی انعطاف پذیر توسط روشی که مبتنی بر حسگر و عملگرهای پیزوالکتریک است کنترل می گردد. جهت اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، مدل آزمایشگاهی ربات طراحی و ساخته شده است. برای برقراری ارتباط با نمونه آزمایشگاهی ساخته شده نرم افزاری گرافیکی طراحی و تولید می شود. در نهایت مجری نهایی ربات مذکور توسط کنترل کننده pi بر روی مسیری دلخواه کنترل می گردد. از نتایج به دست آمده از این تحقیق می توان گفت که نتایج این تحقیق در هر بخش نشان از موفقیت آمیز بودن طرح انجام شده دارد.