xدوران حول محور x دستگاه معادله غيرخطي با n معادله و n مجهول F(x)
zدوران حول محور z ماتريس ژاکوبين F
yدوران حول محور y P موقعيت مرکزجرم صفحه متحرک نسبت به صفحه ثابت
[p    [x, y z,  بردار سرعت زاويهاي صفحه متحرک qaci اندازه طول لينک
[p    [x, y, z بردار شتاب زاويهاي صفحه متحرک
ARB ماتريس دوران صفحه متحرک
 ARi ماتريس دوران لينک

۱- مقدمه ميان باشد، بايد تحليل سينماتيکي روبـات را مـدنظـر قـرار داد.وقتي تنها بحث حرکت و تحليل مقادير مخـتص هـاي حرکتـي درحقيقت سينماتيک علم حرکت مکانيزم ها است. آناليز سينماتيک براي روبات بدون درنظر گرفتن نيروهاي بـهوجـود آورنـده در روباتهاي موازي در مقالات بسياري مورد تحليل قرار گرفته و

روشهاي مختلفي براي آن ارائه شده است [۱ و ۲]. ي کـي از مراحل اساسي در مدلسازي و کنتـرل روبـات هـاي مـوازي، مخصوصًاً در کاربردهـاي لحظـهاي، بـهدسـت آوردن مـدلي سريع و دقيق براي سينماتيک مستقي م است. با کـاهش زمـانمصرفي براي محاسبه پارامترهاي سينماتيکي، زمـان بي شـتري ميتوان به الگـوريتم هـاي کنترلـي اختصـاص داد. بنـابراين، الگوريتمهاي پيچيده با عملکرد بهتر را ميتوان بـرا ي کنتـرلروبات استفاده کرد. لذا پيدا کردن راهي بـراي کـاهش زمـانمحاسبات تحليل سـ ينماتيک مسـتق يم روبـات هـاي مـوازي، همواره مورد توجه محققين زيادي بوده است.
بـرخلاف روبـاتاهـ ي سـري مسـأله سـينماتيک مس تقيم روباتهاي موازي بسيار پيچي ده است. معموًلًا مسأله سـينماتيک مستقيم روباتهاي موازي به حل يک چندجملهاي با درجـهبالا منجر ميشود که با حل اين معادله چندين جـواب بـراي روبات بهدست ميآيد. تعدادي از جوابها بهدليـ ل موهـوم ي بودن و همچنين قـرار نداشـتن در حالـت هـاي ايزوتروپيـ ک روبات از دسته جوابها حذف مـی شـوند [۳]. امـا در انتهـاهنوز تعدادي جواب حقيقي براي روبات باقي خواهـد مانـدکه با شرايط روبات سازگار هستند. روش هـاي تحلي لـي کـهبراساس بردارهاي مکان روبات ارائه شدهاند، معموًلًا به حـليک معادله با درجه n منجر مي شـوند کـه تمـامي جـواب هـا براي روبات صحيح نيستند [۳ و ۴]. اي ن جوابها شامل يک سري جوابهاي حقيقي درست و ني ز يک دسته جواب هـاي موهومي است. همچنين يک سـري جـواب هـاي حقي قـي در مي ان جوابهاي بهدست آمده وجود دارد که در فضاي کاري روبات نميتـوان بـه آنهـا رسـيد. ي عنـي خـارج از محـدودهجوابها هستند [۴ و ۵]. امـا روش هـاي هندسـي براسـاسقيدهاي منطقـي روبـات نوشـته و ارائـه شـده و سـينماتيک روبات براساس اين قيود منطقي حل ميشوند. بنابراين تعداد جوابهاي بهدست آمـده از روش هندسـي معمـو ًلًا کمتـر و شامل جوابهاي حقيقي روبات فضاي کاري روبات هستند. همچنـين در روشاهـ ي هندسـي، جـواباهـ ي موهـومي و غيرمنطقي ديده نميشود [6-۳].
همانطور که گفته شد بـرا ي حـل سـينماتيک مسـتق يم و معکـوس روبـاتاهـ ي مـوازي روشاهـ ي گونـاگوني ارائـه شده است براي مثـال وو [۷] بـا ترک يـب دو روش نيـ وتن و هوموتوپي۱، روش ترکيبي برپايه حل عـدد ي معـادلات ق يـد روبات براي حل سينماتيک روباتهاي موازي ارائه کردهاند. کمـالي و اکبـرزده [۴] روش نـويني بـراي حـل سـينماتيک مستقيم با ارائه مفهومي جديد براي نواحي اساسي و پا يـهاي۲ روباتهاي موازي ارائه کردنـد. از م يـان انـواع تکن يـک هـاي عددي روش نيوتن- رافسون بهصورت گستردهاي در تحليل سينماتيک مستقيم روبات هـاي مـوازي مـورد اسـتفاده قـرارگرفته است [۸-۱۳]. مشکل اساسي ا يـن روش در وابسـتگي شديد به حدس اولي ه است به گونـهاي کـه بـهازاي برخـي از حدسهاي اوليه ممکن است اين روش واگرا شده و کـارا يي خود را از دست بدهد. براي رفع ايـ ن مشـکل پار يـ ک و لام [۱۴] يک روش ترکيبي را بـه معـادلات سـينماتيک مسـتق يم روباتهاي موازي اعمال کرده و نشان دادنـد کـه اسـتفاده ازروش ترکيبي باعث کاهش تعداد تکرارهاي مورد نيـ از بـرا ي دستيابي به دقت موردنظر و درنتيجه کوتـاهتر شـدن زمـانتحليلها ميشود.
شبکههاي عصبي مصنوعي بهدليل سرعت بسـ يار زيـ اد و توانايي فوقالعادهاي که در تخمين روابط بين دادههـا دارنـد،بهصورت روزافزون جهت مدلسازي سيستم هـاي پيچيـ ده و غيرخطي از جمله سينماتيک مستقيم روباتهاي موازي مورد استفاده قرار گرفتهاند [۱۹- ۱۵]. دقت مـدل اسـتخراج شـدهتوسط شبکههاي عصبي تابع عوامل مختلفـ ي ماننـد م يـ زان و نحوه انتخاب داده هـاي آموزشـي، سـاختمان شـبکه (تعـدادلايهها، تعداد نـرون هـاي هـر لا يـ ه و …) و الگـور يتم مـورداستفاده جهت آموزش آن است [۱۵]. در حالت کلـ ي صـرف ًاً با استفاده از شبکههاي عصبي نميتوان دقتهاي بسيار زيـ اد را در کنار سرعت اجراي مناسب ايجاد کرد [۱۵ و ۱۹].
روشاهـ ي تحليلـي متعـددي بـراي سـينماتيک مسـتقيم
روبات استوارت– گوف ارائـه شـده اسـت. راخـوان [۲۰] از شبکه عصبي) در بخش (۳) معرفي شده اسـت. در بخـش (۴)، اولين کساني بود که به بررسـي سـينماتيک مسـتق يم روبـاتعملکرد روش ترکيبي بهبود يافته در مقايسـه بـا روش ترکي بـي استوارت- گوف پرداخت. او توانست بـه ۴۰ جـواب بـراي [۱۴] و الگوريتم نيوتن- رافسون ارزيابي شـده و برتـري روش حل سينماتيک مستقيم اين روبـات در ناح يـه اعـداد مخـتلطترکيبي بهبود يافته نشان داده شده است. همچنين براي بررسـي دست يابد. سپس هوستي [۲۱] با استفاده از روش حـذفي و دق ت اي ن الگ وريتم در کاربرده اي عمل ي، از اي ده روب ات بهدست آوردن يک چندجملـه اي تـک متغ يـ ره از درجـه ۴۰، استوارت بهعنوان روبات جويدن۵ استفاده شده است. در نهايت توانست حلي براي سينماتيک مستقيم روبات استوارت- گـوفبخش (۵) جمعبندي کار حاضر را ارائه ميکند.
ارائه دهد. اي نوسـنتي [۲۲] توانسـت معـادلات قيـ ود را بـا يـک
معادله خطي بيان کند. او با ب.م.م.گيري (بزرگترين مقسوم عليه ۲- سينماتيک روبات استوارت- گوف
مشــترک) از چندجملــهاي ميــاني بــا درجــه ٣٢٠ بــه يــک
9989828852154

چندجملهاي از درجه ۴۰ دست يابد. دينگرا و همکارانش [۲۳] روبات موازي استوارت در شـکل (١- الـف) نشـان داده شـدهاز روش ترکيبي گروبنر- سيلوستر براي محاسـبه چندجملـهاي است. همانطور که مشاهده ميشود اين روبـات دارا ي 6 رابـط درجه ۲۰ بهصورت مستقيم از ماتريس ۱۵× ۱۵ اسـتفاده کردنـدبوده و در هر رابط يک سليندر و پيسـتون توسـط يـ ک مفصـلکه در آن ماتريس سيلوستر۳ با محاسبه پايههاي گروبنـر۴ بـراي کشويي به يکديگر متصل شدهاند. هر رابط توسط يـک مفصـلسکوي استوارت بهصورت صفحهاي بهدست ميآيد. بـا وجـودکروي به صفحه متحرک و يک مفصـل يونيورسـال بـه صـفحهاين محاسبات سمبليک بهدليل بازده پايين محاسبات با شکست ثابت متصل شده است. هر مفصل کشويي ميتوانـد دارا ي يـ ک روبرو شد. اما روشهاي تحليلي در کاربردهاي بلادرنگ چندان سيستم هيدروليکي و يا بال اسکرو٦ باشد.
کاربرد ندارند. در کاربردهاي لحظهاي هرچـه زمـان لازم بـراي براي شروع آناليز، ابتدا دستگاه مختصـات A(x,y,z) بـرروي محاسبه پارامترهاي سينماتيک مستقيم روبات کمتر باشد امکـان صفحه ثابت و دستگاه مختصات B(x,y,z) برروي صفحه متحرک پيادهسازي کنترل کنندههاي پيچيدهتري وجـود خواهـد داشـت.
همچنين در صورت کاهش زمان محاسـبات مـيتـوان فرکـانسدرنظر گرفته شده است ( شـکل ١ – ب). بـه عـلاوه يـک دسـتگاهنمونهبرداري را بالاتر برده و دقت عملکرد روبات را افزايش داد مختصات محلي c(x ,y ,z )iii برروي نقطه Ai درنظر گرفته شده [۲۴]. از اينرو در اين مقاله تلاش شده است که بـا بهبـود روشاست، به طوريکـه محـورzi چسـبيده بـه جهـت رابـط اسـت . ترکيبــي [۱۴] زمــان اختصــاص داده شــده بــراي اســتخراج بهعبارت ديگر همواره همراستاي خطي است که نقـاطAi را بـه پارامترهاي سينماتيکي بيش از پيش کاهش داده شود. Bi متصل ميکند. براي راحتي دستگاه مختصات B برروي مرکـزدر اين مقالـه در بخـش (۲) سـاختمان روبـات اسـتوارت- صفحه متحرک نصب شده است. ميتوان موقعيت صفحه متحرک گوف مختصرًا معرف ي و معادلات لازم ب ـراي حل مسأله نسبت به صفحه ثابت را با P و چرخش آن را با ARB ت وصـيف سينماتيک مسـتقيم ايـ ن روبـات اسـتخراج شـده اسـت. روشکرد. چنانچه دوران حول محورهای y ،x و z با y ، x و z ترکيبي بهبود يافتـه (روش عـدد ي نيـوتن – رافسـون مرتبـه ۳+ نشان داده شود، ماتريس دوران بهصورت زير نوشته ميشود:

CoszCosyCoszSinySin xSinzCosxCos z s yCos xSinzSinx 
ARBSinzCosySinzSinySin xCoszCosxSinzSinyCos xCoszSinx  (۱)

  Sin yCosySinxCosyCosx

i
a

i
b

p

P
i
A

i
B

u

w

v

{
B
}

x

z

y

{
A
}

i

a

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

i

b

p

P


پاسخ دهید