مدل سازی دینامیکی و کنترل ربات فضایی متصل به تتر

در این مطالعه، مدل سازی دینامیکی و کنترل یک ربات فضایی تتر شده۱ در تعقیب مسیر پنجه ربات بررسی شده است. با درنظر گرفتن تغییرات طول تتر در مدل، دینامیک سیستم با استفاده از روش لاگرانژ مدل شده است. حرکت نوسانی یا پاندولی تتر۲ توسط تنظیم طول تتر کنترل شده است و همانند بازوهای مکانیکی متعارف، کنترل حرکت ربات توسط موتورهای آن انجام گرفته است. واضح است که در مسئله تعقیب مسیر پنجه ربات با نگهداشتن آن در یک موقعیت مشخص، طول تتر کم و بیش باید ثابت نگه داشته شود. محدود کردن تغییرات طول تتر همزمان با استفاده آن به عنوان ابزار کنترلی برای کنترل حرکت پاندولی تتر، چالش اصلی سیستم کنترلی است. برای حل این مسئله، یک سیستم کنترلی ترکیبی برای کنترل سیستم پیشنهاد شده است. یک روش پیش بینی مدل۳ غیرخطی برای کنترل حرکت پاندول تتر و یک روش گشتاورهای محاسبه شده۴ اصلاح شده برای کنترل حرکت بازو به کار گرفته شده اند. در ابتدا روش پیش بینی مدل غیرخطی برای یک سیستم فضایی تتر شده ساده توسعه داده شده است و سپس با یک کنترل گشتاور محاسبه شده ترکیب شده است. کنترل کننده پیشنهادی برای کنترل حرکت انتهای ربات فضایی برروی یک مسیر از پیش تعریف شده، به کار گرفته شده است، سپس عملکرد کنترل کننده با استفاده از شبیه ‍ سازی های عددی بررسی شده است.

Keywords:

Tethered Space Robot , Trajectory Tracking , Model Predictive Control , Hybrid Controller r. , ربات فضایی متصل به تتر , تعقیب مسیر , کنترل مبتنی بر پیش بینی مدل , کنترل کننده هیبرید.