رویکردی عمومی برای مدل‌سازی دینامیکی و طراحی مسیر حرکت ربات‌های دوپا با درجات آزادی بالا
کد مقاله : 1005-ITME
نویسندگان
رضا فاضل *1، علی محمد شافعی2
1دانشجوی فارغ التحصیل دکتری
2عضو هیئت علمی دانشگاه شهید باهنر کرمان
چکیده مقاله
در این مقاله، نحوه حرکت یک ربات دوپا بر روی سطوح شیبدار با در نظر گرفتن تأثیر تمامی اندام‌های آن، از جمله پایین‌تنه و بالا‌تنه، مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که دینامیک این سیستم دارای دو فاز حرکتی متفاوت است و تمام اجزای بدن در فرآیند راه رفتن نقش دارند، استخراج معادلات حرکت آن چالشی پیچیده محسوب می‌شود. برای غلبه بر این چالش، از فرمول‌بندی گیبس-اپل و قانون برخورد نیوتن استفاده شده است.
نتایج این تحلیل منجر به مدلی ریاضی شده که امکان تعیین شرایط اولیه مناسب برای حرکت پایدار ربات را فراهم می‌کند. سپس، بر پایه این شرایط، روشی برای طراحی مسیر حرکت ارائه شده است که به‌طور طبیعی با نحوه حرکت ربات در حالت خودران هماهنگ است. این تطابق باعث می‌شود که تنها با اعمال گشتاوری جزئی در ابتدای هر گام، ربات بتواند مسیر مطلوب را دنبال کند. در نهایت، شبیه‌سازی‌های انجام‌شده روی یک نمونه ربات و کنترل مبتنی بر خطی‌سازی فیدبک و کنترلر LQR نشان می‌دهد که روش پیشنهادی می‌تواند عملکرد مطلوبی در هدایت ربات داشته باشد.
کلیدواژه ها
ربات دو پا، طراحی مسیر، گیبس-اپل، شرایط اولیه، کنترلر LQR
وضعیت: پذیرفته شده