آقای حامی تورجی زاده دانشجوی دکترای آقای دکتر حبیب نژاد، روز دوشنبه 11/10/91 از رساله دکترای خود تحت عنوان محاسبه ماکزیمم بار مجاز ربات کابلی انعطاف پذیر به روش کنترل بهینه حلقه بسته دفاع خواهند کرد. این جلسه ساعت 14 روز دوشنبه در آمفی تاتر دانشکده مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده پایان نامه:

  ربات‌های کابلی از انواع جدید ربات‌های موازی بوده که در آن استفاده از کابل به جای لینک باعث ایجاد وزن کمتر برای ربات، ظرفیت حمل بالا و دقت و سختی قابل قبول شده است و امکان استفاده از آن‌ها را در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند جرثقیل‌ها فراهم کرده است که در آن تمام شش درجه آزادی فضایی بار قابل کنترل است. در کنار این مزیت‌ها، به علت ماهیت دینامیک به شدت غیر خطی این ربات موازی، خاصیت ذاتی کابل‌ها در عدم تحمل فشار و هم چنین امکان ایجاد نوسانات زیاد در این گونه از ربات‌ها بحث کنترل عملگر نهایی در آن چالش انگیزتر از ربات‌های سری و لینکی خواهد بود. کنترلر در این گونه از ربات‌ها علاوه بر تأمین دقت مناسب و برآورده سازی بهینه سازی‌های مورد دلخواه، مقید به ارضای قید مثبت ماندن کشش کابل‌ها نیز خواهد بود. از آنجا که مهم‌ترین کاربرد این ربات‌ها حمل بار در مسیر دلخواه یا بین دو نقطه مشخص در محیط های صنعتی و عمرانی است، محاسبه ماکزیمم ظرفیت حمل بار و یافتن مسیر بهینه ما بین دو نقطه با بیشترین توان حمل بار، آن هم به شکل حلقه بسته که دقت بالایی تأمین کرده و در مقابل عدم قطعیت‌ها مقاوم باشد می‌تواند مفید واقع گردد. هدف این رساله آن است تا عملگر نهایی ربات کابلی مذکور را به گونه ای در مسیر بهینه‌ی طراحی شده کنترل کند تا بیشترین ظرفیت حمل بار ممکن حاصل آید. در این راستا دو استراتژی متفاوت پیش رو خواهد بود. رویکرد اول آن است که مسیر بهینه که به منظور بیشترین ظرفیت حمل بار در حالت حلقه باز طراحی شده به عنوان ورودی مسیر دلخواه کنترلر به کنترلر وارد گشته و با طراحی مناسب کنترلر، عملگر نهایی با خطای هر چه کمتر بر روی مسیر بهینه‌ی طراحی شده هدایت گردد. به این ترتیب نه تنها قید مینیمم گشتاور که باعث ماکزیمم ظرفیت حمل بار می‌شود به کمک روش کنترل بهینه تأمین می‌گردد بلکه قید دقت کنترلر، فضای کاری مجاز و تداخل کابل‌ها نیز به علت اعمال دستورات کنترلری تضمین می‌شود. رویکرد دوم استفاده از روش کنترل بهینه‌ی حلقه بسته برای حرکت دادن عملگر نهایی از نقطه آغازی مشخص به نقطه‌ی پایانی مشخص می‌باشد. در این روش تنها نقاط ابتدایی و انتهایی مشخص بوده و ورودی‌های کنترلی به گونه ای تعیین می‌گردد که گشتاورهای لازم برای موتورها کمینه و در نتیجه ظرفیت حمل بار آن بیشینه گردد. بنابراین روند مسیر بهینه توسط سیستم کنترلی تعیین می‌گردد. در این روش نیز علاوه بر قید گشتاور و دقت مجاز، به بررسی قید حضور مانع بر سر راه عملگر نهایی و هم چنین بحث مرزهای متحرک پرداخته و کنترلر تطبیقی برای این قیود طراحی می‌گردد. پیاده سازی این روش‌ها بر روی ربات کابلی صلب نشان دهنده‌ی کارایی آن‌ها در نائل آمدن به بیشترین ظرفیت حمل بار است. به علت حساس‌تر بودن این مسئله در مورد ربات‌های کابلی با موتور و یا کابل‌های الاستیک که مدلی نزدیکتر به واقعیت هستند، ایده‌ی پیاده سازی این روش‌ها برای ربات‌های انعطاف پذیر با عدم قطعیت‌های پارامتریک که در آن قید دقت مسیر به علت انعطاف پذیری سازه اهمیت پیدا می‌کند نیز در این رساله گسترش داده خواهد شد. به همین منظور کنترلر مقاوم نیز طراحی و به سیستم اضافه می‌گردد. در پایان هر قسمت نیز کارایی روش‌های پیشنهاد شده به کمک انجام شبیه سازی‌های مقایسه ای و تحلیلی به اثبات رسیده و به کمک تست‌های آزمایشگاهی انجام شده بر روی نمونه‌ی ربات کابلی مقید ناقص ساخته شده در دانشگاه علم و صنعت ( ICaSbot ) با شش درجه آزادی و شش کابل مورد بازبینی و صحه سنجی قرار خواهند گرفت. این ربات در این پژوهش به کمک روش بازخورد خطی سازی شده‌ی پیشنهاد شده در این رساله به شکل حلقه بسته ارتقا پیدا کرده است.