دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی مکانیک

  آقای مهندس وحید عظیمی‌راد، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، روز شنبه، هشتم آبان ماه سال جاری، از رساله خود باعنوان « ماکزیمم بار مجاز بازوی متحرک با مفاصل الاستیک در حضور مانع » به راهنمایی دکتر حبیب‌نژاد دفاع  نمود.

  چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد:

  در این رساله تعیین ظرفیت حمل بار بازوی متحرک غیرهولونومیک در شرایط محیط آزاد، معلوم بودن مسیر پنجه، محیط با حضور مانع ثابت و متحرک و نیز مرز متحرک برای هدف نهایی ، با کنترل بهینه پیاده‌سازی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. بدین منظور ابتدا مدل بازوی متحرک غیرهولونومیک بدست آمده و با الگوریتم کنترل بهینه، بار ماکزیمم و مسیر بهینه متناظر آن استخراج می‌شود. ضرایب سرعت مفاصل و گشتاور آنها در تابعی هزینه برای شبیه‌سازی و آزمایشهای تجربی بررسی گردیده و الگوریتم یافتن ضرایب مناسب برای تابعی هزینه با استفاده از رابطه بین خطای رسیدن به نقطه انتهایی در آزمایشهای تجربی و جرک موتورها در شبیه سازیها بهبود می‌یابد. برای مسیر یابی در حضور مانع ثابت و متحرک از میدان پتانسیل مصنوعی در تابعی هزینه استفاده شده است. موانع محیطی و اجزای مختلف ربات توسط بیضی محاط شده‌اند که انجام این کار باعث جلوگیری از ایجاد حالت تکین در شبیه‌سازی و نیز کاهش زمان در تعیین مسیر بهینه می‌شود. همچنین مسیر بهینه برای حالتی که شرایط مرزی ابتدا و انتها ثابت نبوده ولی از معادله خاصی تبعیت می‌کند، بدست آمده است. این شرایط مرزی، مجموعه نقاطی است که برتری نسبت به همدیگر ندارند و به نام مرز متحرک خوانده می‌شود. برای تائید کارهای انجام شده، چندین تست عملی روی ربات هایی به نام Scout و Sweeper-2 انجام و با مدل شبیه‌سازی شده ربات مقایسه گردیده است. معیار تعیین بار برای آزمایشهای تجربی تغییر عملکرد موتور و بوجود آمدن انحراف در نقطه اشباع می‌باشد. نتایج این کار نشان داد که برای کارهای عملی می‌توان با اختلاف حداکثر 15 درصد از نتایج شبیه سازیها استفاده نمود که دلیل آن تفاوت مدل با واقعیت، اختلاف پارامترهای اسمی و واقعی موتورها، خطای سنسورها و نیز خطای انسانی می‌باشد. در ادامه بازوی متحرک با مفاصل انعطاف‌پذیر شبیه‌سازی شده و ظرفیت حمل بار آن برای محیط مانع دار و مرز متحرک با اعمال حدود روی گشتاور و جرک اعمالی به موتور بررسی و از نظر بار قابل حمل با حالت صلب مقایسه شده است. نتایج این شبیه سازیها نشان می‌دهد برای مواردی که جرک به علت نزدیکی به حالت تکین در حالت صلب ناگهانی بالا می‌رود، انعطاف ‌ پذیری باعث کاهش آن شده و موجب افزایش بار قابل حمل می‌شود.