کنترل موقعیت ربات موازی نیوماتیکی 6 درجه آزادی گاف-استوارت به کمک کنترل‌کننده‌ی پسگام مدلغزشی

Abstract

در این مقالهrlm;، کنترل موقعیت یک ربات موازی نیوماتیکی شش درجه آزادی گاف-استوارت موسوم به هگزاتار به منظور ردیابی مسیرهای مطلوب مطالعه شده است. در ابتدا، معادلات دینامیکی مربوط به سیستم نیوماتیکی هر شاخه از این ربات استخراج شده است که شامل معادلات دینامیکی یک عملگر نیوماتیکی و یک شیربرقی تناسبی می‌باشد. متغیرهای نامعلوم معادلات دینامیکی شامل ضریب ویسکوزیته، نیروی اصطکاک عملگر و متغیرهای مربوط به شیربرقی بدست آمده و توسط الگوریتم ژنتیک شناسایی شده‌اند. سپس، کنترل موقعیت عملگر نیوماتیکی با توجه به این مدل و بر اساس طراحی کنترل کننده‌ی پسگام مدلغزشی انجام می‌گیرد. بعلاوه، معادلات سینماتیک ربات هگزاتار بدست می‌آید و با استفاده از یک روش ابتکاری با نام روش هندسی حل شبه سینماتیک، بدون استفاده از حسگرهای گران‌قیمت و بر اساس داده‌های حسگرهای پتانسیومتر خطی روی هر شاخه و حسگر دوران متصل شده بر روی مجری نهایی ربات، موقعیت مجری نهایی ربات محاسبه می‌شود. بدین ترتیب، کنترل موقعیت حلقه بسته‌ی ربات هگزاتار بر مبنای کنترل همزمان در فضای مفاصل و فضای کاری ربات به کمک کنترل کننده‌ی پسگام مدلغزشی و روش محاسبه‌ی موقعیت مجری نهایی ربات انجام می‌گیرد. مسیرهای مطلوب سینوسی برای ردیابی در راستا و حول هر یک از محورهای مختصات به منظور ارزیابی عملکرد استراتژی کنترلی به کارگرفته شده مورد آزمایش قرار می‌گیرند. نتایج آزمایش‌های عملی نشان می‌دهد که مسیرهای مطلوب مستقیم در راستا و دورانی حول محورهای مختصات به ترتیب با اندازه‌ای کمتر از 2 سانتی‌متر و 3 درجه ردیابی می‌شوند. این حد از دقت برای یک ربات نیوماتیکی بسیار مطلوب می‌باشد.