تحلیل دینامیک، سینماتیک و کنترل مکانیزم استوارت با محرکهای دورانی – مکانیک

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:سمینار
تعداد صفحات:95
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

تحلیل دینامیک، سینماتیک و کنترل مکانیزم استوارت با محرکهای دورانی – مکانیک

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده
فصل اول : کلیات
۳ ° ۱- ۱) پیشگفتار
۵ ° ۱- ۲)کاربردهای مکانیزم استوارت
۷ ° ۱- ۳)تاریخچه کارهای انجام شده
۷ ° ۱- ۳- ۱)مطالعه سینماتیک و دینامیک مکانیزمهای موازی و سیستمهای مقید.
۹ ° ۱- ۳- ۲)مطالعه کنترل مکانیزمهای موازی
فصل دوم : تحلیل سینماتیکی و دینماتیکی مکانیزم
۱۱ ° ۲- ۱ساختار مکانیزم
۱۲ ° ۲- ۲ سینماتیک مکانیزم
۱۲ ۲-۲-۱-مختصات تعمیم یافته و معادلات قیود
۱۴ ۲- ۲- ۲-دستگاههای مختصات، ماتریسهای دوران و معادلات قید
۱۷ ° ۲- ۲- ۳-سینماتیک مستقیم و معکوس
۱۹ ° ۲- ۳- دینامیک مکانیزم استوارت
۱۹ ° ۲- ۳- ۱-استخراج معادلات حرکت
۲۴ ° ۲- ۳- ۲-دینامیک مستقیم و معکوس مکانیزم
۲۵ ° ۲- ۳- ۳-محاسبه نیروی مفاصل
فصل سوم :تحلیل سیستم کنترل
۳۰ ۳- ۱- مقدمه
۳۱ ۳- ۲- روش کنترل غیر خطی
۳- ۳- روش خطی سازی به روش فیدبک…………….. ۳۳
۳- ۴- کنترل مکانیزم با استفاده از روش خطی سازی به روش فیدبک……………… ۳۸
۳- ۵- روش فاز عصبی…………….. ۳۹
۳- ۵- ۱-کنترل کنندههای فازی……….. ۴۰
۳-۵-۲-استفاده از الگوریتم دستهبندی کاهشی برای ایجاد مدل اولیه استنتاج فازی……… ۵۰
۳- ۵- ۳-سیستمهای فازی- عصبی………….. ۵۶
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات
۶۵ ° تیجه گیری
۶۶ ° پیشنهادات
۶۷ منابع و ماخذ
چکیده انگلیسی……….. ۷۳

چکیده:
این تحقیق، ضمن مروری بر سینماتیک و دینامیک مکانیزم استوارت با محرک دورانی، کنترل این مکانیزم را مورد مطالعه قرار داده است. روابط سینماتیکی با استفاده از معادلات قید، بصورت جبری و دیفرانسیلی و معادلات دینامیکی با استفاده از روش لاگرانژ برای سیستمهای مقید، استخراج شده اند.
ضرائب لاگرانژ به کمک ماتریس مکمل متعامد حذف و فرم کاهش یافته معادلات، جهت طراحی کنترل کننده ارائه شده است. کنترل کننده مکانیزم یکبار با استفاده از روش خطی سازی به کمک فیدبک و یکبار با استفاده از روش فازی- عصبی طراحی شده است. در روش فازی- عصبی، میله های دورانی ربات استوارت آموزش داده شده اند. در مرحله آموزش اثر میله های بالا به همراه سکو به صورت نیروی خارجی مدل شده اند. داده های آموزشی، با استفاده از الگوریتم دسته بندی کاهشی، به چند مجموعه داده که هر کدام از آنها یک دسته نامیده می شوند، تقسیم شده اند. برای هر دسته یک قانون به فرم فازی بگونه ای که خروجی را به مقدار مطلوب نزدیک کند، استخراج شده است. قوانین را به فرم شبکه عصبی درآورده و با روش پس انتشار خطا، خطا را کاهش می دهیم. در انتهای عملکرد سیستم فازی – عصبی طراحی شده با استفاده از شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده می شود این سیستم قادر به تعقیب مسیرهای پیچیده با حداقل خطا می باشد.

مقدمه
رباتها با توجه به شکل هندسی شان به دو دسته کلی سری و موازی تقسیم می شوند. رباتهای سری، دارای زنجیره باز سینماتیکی می باشند که این زنجیره از پایه ربات تا پنجه آن ادامه مییابد. مزایای رباتهای سری، فضای بزرگ و قابلیت مانور بالا است. در مقابل معایب این رباتها، صلیب کم، فرکانس طبیعی پائین، عدم توانایی حمل بارهای سنگین و مشکل نصب محرکها بر روی هر عضو است. با پرهیز از این معایب، رباتهای موازی که از یک یا چند حلقه بسته سینماتیکی تشکیل شده اند، بکار گرفته می -شوند. این رباتها دارای مزایای، چون توانایی حمل بارهای سنگین، صلیب بالا، نصب محرکها روی زمین و نسبت نیرو به وزن بالا میباشند. از نقطه نظر سینماتیکی، رابطه عکس بین رباتهای سری و موازی برقرار است. به این معنا، که مساله سینماتیک مستقیم در رباتهای موازی پیچیده و در رباتهای سری ساده و در مقابل مساله سینماتیک معکوس در رباتهای سری پیچیده و در رباتهای موازی ساده است.
در سال ۱۹۶۵ استوارت ، استفاده از ربات موازی سکودار را در ساخت شبیه ساز پرواز پیشنهاد کرد [۱].
این ربات موازی سکودار، با عنوان مکانیزم استوارت شناخته میشود. این مکانیزم از سه بخش سکوی ثابت، سکوی متحرک و میله ها تشکیل شده است. از این مکانیزم با درجات آزادی سه تا شش، با توجه به نوع ماموریت استفاده میگردد. نمونه شماتیک سه تا شش درجه آزادی این مکانیزم در شکلهای (۱- ۱) نشان داده شده است.
مکانیزم استوارت بر اساس نحوه قرارگیری اتصالات در روی دو سکو، آرایشهای متفاوتی دارد. هر یک از این آرایشها برای هدف خاصی ایجاد شده است. نمونه ای از این آرایشها را در شکل (۱- ۲) می بینید.
آرایش نشان داده شده در قسمت (الف) شکل (۱-۲) برای بالا بردن سختی مکانیزم استوارت پیشنهاد شده است. آرایش نشان داده شده در قسمت (ب) دارای قدرت مانور بیشتری است. آرایش نشان داده شده در قسمت (ج) در دستگاه فرز CNC استفاده میشود. در این مکانیزم از جکهای بیرونی برای اعمال نیروهای اصلی با هدف کنترل نیرو و از جکهای داخلی برای تنظیم موقعیت دقیق سکوی متحرک، استفاده میشود.
شکل(۱-۲). آرایشهای مختلف مکانیزم استوارت
مکانیزم استوارت بر اساس نیروی محرک، انواع مختلفی نیز میتواند داشته باشد. این محرکها میتوانند ثابت (محرکهایی که حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل میکنند)، خطی هیدرولیکی و دورانی باشند. سیستم محرک با عملگرهای طولی هیدرولیکی متداولترین سیستم محرک در این نوع مکانیزم هااست. در این سیستم با حرکت جکهای هیدورلیکی سکوی متحرک به حرکت در میآید. مزیت این محرکها توانایی ایجاد نیروهای بزرگ در سرعتهای بالا است. به جای عملگر طولی، می توان از موتورهای الکتریکی استفاده نمود. در مورد موتورهای الکتریکی، برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی، باید از مکانیزم بال اسکرو و یا چرخ شانه استفاده نمود. در حالتی که محرکها ثابت باشند، جکهای هیدرولیکی با محرکهای خطی ثابت و رابطهای سبک جایگزین شده است. عیب محرکهای ثابت این است که فضای کاری آن به ازاء یک تغییر طول یکسان در سیستم محرک، در مقایسه با محرکهای دیگر کمتر است.

نتایج
در فصلهای گذشته، بررسیهای متنوعی روی مکانیزم استوارت انجام شد. در فصل اول، آرایشهای مختلف مکانیزم و کاربرد آنها بررسی شد. در فصل دوم سینماتیک و دینامیک مکانیزم، استخراج گردید. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد که این مکانیزم با آرایش انتخاب شده قابلیت مانور بالایی دارد. در فصل سوم، کنترلر طراحی شده بر اساس خطی سازی به کمک فیدبک، قابلیت مناسبی در تعقیب مسیرهای پیچیده از خود نشان داد.
سینماتیک مستقیم ربات که در فصل دوم را شامل می شود در حقیقت راه طراحی و آنالیز یک ربات می- باشد بازوهای مکانیکی ربات که از رابط های نسبتاً صلب تشکیل شده اند بوسیله مفصلهایی که حرکت نسبی رابطهای مجاور را ممکن می سازند به یکدیگر اتصال یافتهاند.
سینماتیک مستقیم یافتن یک معادله حرکت می باشد که با استفاده از موقعیت مکانی و نوع مفصل مورد نظر برای مختصات یک ماتریس در نظر گرفته میباشند که با استفاده از موقعیت مکانی و نوع مفصل مورد نظر برای هر مختصات یک ماتریس در نظر گرفته میشود که ضرب این ماتریس ها در یکدیگر همان معادله حرکت دلخواه ما را نمایش میدهد.
سینماتیک معکوس چنین مطرح می شود که چنانچه مکان و جهت گیری مجری نمایی بازوی مکانیکی ربات داده شده باشد کلیه مجموعه های زوایای مفصل ممکن را که می توانند برای رساندن بازوی مکانیکی ربات به مکان و جهت گیری مفروض مورد استفاده قرار گیرند محاسبه کنید.
برای طراحی نوع یک ربات موازی روش خاصی وجود ندارد و بیشتر به صورت سلیقه ای و از مقایسه نتایج بدست آمده از رباتهای مختلف عمل میشود.
به طور کلی سعی بر آن بوده است که در حین سمینار بررسی و تحلیل سینماتیک، دینامیک و کنترل یک ربات استوارت است و این خود می تواند آغاز سرفصلی برای انجام رساندن پروژه فارغ التحصیلی بنده که در زمینه طراحی و تحلیل یک ربات موازی ۵ درجه آزادی است که به وسیله شبکه عصبی تصمیم به تحلیل سینماتیک این ربات دارم.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط