مدل سازی و کنترل یک ربات ردیاب هدف مجهز به بینایی با قابلیت کنترل فعال نیرو

Abstract

این مقاله به مدل­سازی، شبیه­سازی و کنترل یک ربات ردیاب هدف مجهز به بینایی ماشین با قابلیت کنترل فعال نیرو اختصاص دارد. ابتدا سینماتیک مستقیم و معکوس ربات ردیاب هدف بررسی شده و سپس معادلات دینامیکی حاکم با استفاده از روش اویلر- لاگرانژ استخراج می­گردند. در ادامه مدل ریاضی ربات شبیه­ سازی شده است و عملکرد سه روش کنترلی مختلف شامل کنترل تناسبی – انتگرالی – مشتقی، کنترل گشتاور محاسبه شده و کنترل فعال نیرو در کنترل ربات بررسی می­گردد. با فرض حرکت هدف بر روی مسیر دایره­ای از دید دوربین، مسیر دایره­ای­شکل به­عنوان مسیر مرجع برای ربات ردیاب هدف درنظر گرفته شده است. یکی از چالش­های مهم در این ربات­ها وجود اغتشاش در شرایط نظامی است. به­طور مثال در ربات­های مجهز به تیربار، در هنگام شلیک یک اغتشاش متناوب بر ربات وارد شده که عملکرد و دقت سامانه هدف­گیری را مختل می­نماید. در این تحقیق روش کنترل فعال نیرو به­عنوان روشی کارآمد در حذف اغتشاش و افزایش دقت این ربات­ها پیشنهاد شده و عملکرد آن در شرایط وجود اغتشاش سینوسی شبیه­سازی می­گردد. همچنین، عملکرد روش کنترل فعال نیرو در مقایسه با روش­های متداول کنترل ربات شامل روش کنترل تناسبی- انتگرالی- مشتقی و روش کنترل گشتاور محاسبه­ شده بررسی شده است. نتایج به­دست­آمده از این تحقیق بیانگر برتری روش کنترل فعال نیرو نسبت به روش­های رایج در کنترل ربات در شرایط پر اغتشاش می­باشد.