کنترل بهینه ربات های فضایی انعطاف پذیر با رویکرد عددی مستقیم

در مقاله حاضر، مسئله کنترل بهینه ربات های فضایی انعطاف پذیر بررسی و یک رویکرد عددی مستقیم برای حل آن ارائه می گردد. در این مقاله، ربات های فضایی به صورت بازوهای مکانیکی شامل لینک های صلب و انعطاف پذیر درنظرگرفته شده اند که وظیفه انتقال یک محموله بین دو نقطه را دارا می باشند. برای بدست آوردن مدل دینامیکی این ربات ها، لینک های انعطاف پذیر به صورت مجموعهبه هم پیوسته ای از چندین لینک صلب درنظرگرفته شده اند. برایناساس، با اعمال انرژی پتانسیل کرنشی در معادلات متعارف لاگرانژ، می توان رفتار لینک های صلب و انعطاف پذیر را با دقت مطلوبی مدل نمود. در مقاله حاضر، مسئله کنترل بهینه ربات های فضایی، براساس دو تابع هدف حداقل زمان و حداقل گشتاور مفصلی تعریف گردیده است. برای حل مسائل کنترل بهینه مذکور از روش هم نشانی مستقیم استفاده شده است. این روش، امکان تبدیل مسائل کنترل بهینه را به مسائل استاندارد برنامه ریزی غیرخطی فراهم می نماید. رویکرد بیان شده در این مقاله برای بدست آوردن مدل دینامیکی و حل مسائل کنترل بهینه، امکان بدست آوردن پاسخ های بهینه و دقیق را بدون انجام ساده سازی هایی نظیر خطی سازی یا جداسازی معادلات برای بازه وسیعی از مسائل کنترل بهینه در زمینه های رباتیک و بیومکانیک ایجاد می نماید.

Keywords:

ربات فضایی انعطاف پذیر , کنترل بهینه , روش هم نشانی مستقیم , برنامه ریزی غیرخطی