عنوان کامل پروژه:
پروژه راهنمایی دستی رباتهای صنعتی 6 درجه آزادی به روش کنترل امپدانس فازی مبتنی بر کنترل موقعیت مد لغزشی با استفاده از نرم افزار MATLAB و به همراه فیلم آموزشی نرم افزار MATLAB
تولید مسیر برای رباتها به روشهای گوناگونی انجام می‌‌‌‌‌‌‌‌شود. از معروفترین این روش‌ها می توان به روشهای آفلاین اشاره نمود.در سال 1999 و 2000، روشی آنلاین و نوین بر اساس مفهوم کنترل امپدانس، توسط Marcelo ارائه شد. این روش راهنمایی دستی نام دارد. در سال های اخیر این روش بیش از پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است. این روش به دلیل استفاده از دانش تجربی یک کاربر حرفهای، سرعت بالا، سادگی پیاده سازی، نمایش آنلاین، عدم نیاز به واسط کاربری مجازی و همچنین عدم نیاز به دانش رباتیک از جایگاه ویژهای در بین روشهای تولید مسیر برخوردار است.
این پژوهش به بررسی روشی به نام راهنمایی دستی رباتها میپردازد که جهت تولید مسیر برای رباتها به کار میرود. در روش ارائه شده، علاوه بر نمایش بلادرنگ مسیر، از تجربه و دانش کاربر حرفهای استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌شود زیرا طبق روش راهنمایی دستی، کاربر به فضای کاری ربات رفته و مجری نهایی که مجهز به سنسور نیرو است را در دست میگیرد. سپس با اعمال نیرو و گشتاور به سنسور نیرو-گشتاور، مجری نهایی در جهت مورد نظر کاربر و با امپدانس تعیین شده شروع به حرکت میکند. این روش جدید نسبت به روشهای قدیمی تولید مسیر بسیار ساده تر، سریعتر و با وجود نمایش بلادرنگ برای کاربر مفهومیتر میباشد و همچنین به هیچ واسط کاربری برای آموزش ربات نیاز ندارد. بنیان روش پیشنهادی براساس مفهوم کنترل امپدانس است و شامل دو مرحله میباشد. در مرحله اول، مسیر مناسب توسط کاربر تولید و بوسیله کنترلگر ربات ذخیره می‌‌‌‌‌‌‌‌شود. سپس در مرحله دوم مسیر ذخیره شده، فراخوانی می‌‌‌‌‌‌‌‌شود و ربات آن را ردیابی میکند. کنترلگر موقعیت وظیفه ردیابی مسیر تولید شده توسط کاربر را داشته و در این پژوهش از کنترل مد لغزشی بدین منظور استفاده شده است. همچنین به دلیل تعامل فیزیکی انسان و ربات دوری از تکینگیها برای حفظ سلامتی و ایمنی کاربر ضروری است. بدین منظور ضرایب امپدانس به صورت فازی تغییر داده میشوند تا کاربر هنگام نزدیک به تکینگیها هشدار لازم را از طریق افزایش ضرایب امپدانس احساس کند. شبیهسازیهای صورت گرفته در نرم افزار متلب ( MATLAB ) بر روی نوعی از بازوهای رباتیکی رایج در صنعت، به نام ربات پوما-560 انجام شده است. نتایج بدست آمده در نرم افزار MATLAB نشان میدهد تولید مسیر مطلوب کاربر در مرحله اول انجام شده است. از طرفی کنترلگر موقعیت ربات، یعنی کنترل مد لغزشی به خوبی توانسته کنترل ربات را به خوبی انجام بدهد و مسیر تولید شده به وسیله کاربر نیز با دقت خوبی ردیابی شده است. مسیر تولید شده میتواند دوباره بارگذاری شده و برای انجام وظیفه مورد نظر و بدون حضور از کاربر استفاده گردد. برای انجام شبیهسازیها، از نسخه 2015-a نرم افزار متلب ( MATLAB ) و محیط Simulink استفاده شده است. روش حل بر اساس (ODE4 (Runge-Kutta و با گام زمانی یک میلی ثانیه است. در این شبیه سازی، کنترل امپدانس به صورت فازی برای تعامل انسان و ربات به کار گرفته شده است. همچنین کنترل مد لغزشی به عنوان کنترل موقعیت ربات شبیه سازی شده است.
آنچه در این کد خواهید آموخت:
1- پیاده سازی سینماتیک مستقیم و معکوس ربات PUMA-560
2- پیاده سازی دینامیک ربات PUMA-560
3- نحوه پیاده سازی روش کنترل امپدانس برای تعامل انسان و ربات برای تولید مسیر مطلوب کاربر
4- نحوه پیاده سازی روش کنترل مد لغزشی برای کنترل یک سیستم غیر خطی مرتبه دوم با چند درجه آزادی (ربات سری شش درجه آزادی PUMA-560)
5- نحوه اعمال شرط تکینگی برای ربات به کمک شاخص چالاکی
6- ارائه یک روش برای جلوگیری از تکین شدن ربات
7- استفاده از امپدانس فازی برای تغییر پارامترهای کنترل امپدانس
نکات و الزامات:
1- جهت جلوگیری از بوجود آمدن خطاهای احتمالی در شبیه سازی‌ها، از محیط Simulink و نسخه 2015 استفاده شود.
2- خروجیهای شبیهسازی به صورت یک فایل .mat ذخیره شده و به وسیله یک کد نرم افزار متلب ( MATLAB ) قابل نمایش در تمام نسخههای نرم افزار متلب ( MATLAB ) میباشد. البته پس از هر بار اجرای شبیهسازی میتوان با استفاده از همین کد، نتایج را مشاهده نمود.
3- آشنایی با Simulink
4- آشنایی با کدنویسی در نرم افزار متلب ( MATLAB )
5- آشنایی با سینماتیک و دینامیک رباتها
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcuLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.
