کنترل موقعیت ربات موازی نیوماتیکی ۶ درجه آزادی گاف-استوارت به کمک کنترل کننده ی پسگام مدلغزشی

در این مقاله، کنترل موقعیت یک ربات موازی نیوماتیکی شش درجه آزادی گاف-استوارت موسوم به هگزاتار به منظور ردیابی مسیرهای مطلوب مطالعه شده است. در ابتدا، معادلات دینامیکی مربوط به سیستم نیوماتیکی هر شاخه از این ربات استخراج شده است که شامل معادلات دینامیکی یک عملگر نیوماتیکی و یک شیربرقی تناسبی می باشد. متغیرهای نامعلوم معادلات دینامیکی شامل ضریب ویسکوزیته، نیروی اصطکاک عملگر و متغیرهای مربوط به شیربرقی بدست آمده و توسط الگوریتم ژنتیک شناسایی شده اند. سپس، کنترل موقعیت عملگر نیوماتیکی با توجه به این مدل و بر اساس طراحی کنترل کننده ی پسگام مدلغزشی انجام می گیرد. بعلاوه، معادلات سینماتیک ربات هگزاتار بدست می آید و با استفاده از یک روش ابتکاری با نام روش هندسی حل شبه سینماتیک، بدون استفاده از حسگرهای گران قیمت و بر اساس داده های حسگرهای پتانسیومتر خطی روی هر شاخه و حسگر دوران متصل شده بر روی مجری نهایی ربات، موقعیت مجری نهایی ربات محاسبه می شود. بدین ترتیب، کنترل موقعیت حلقه بسته ی ربات هگزاتار بر مبنای کنترل همزمان در فضای مفاصل و فضای کاری ربات به کمک کنترل کننده ی پسگام مدلغزشی و روش محاسبه ی موقعیت مجری نهایی ربات انجام می گیرد. مسیرهای مطلوب سینوسی برای ردیابی در راستا و حول هر یک از محورهای مختصات به منظور ارزیابی عملکرد استراتژی کنترلی به کارگرفته شده مورد آزمایش قرار می گیرند. نتایج آزمایش های عملی نشان می دهد که مسیرهای مطلوب مستقیم در راستا و دورانی حول محورهای مختصات به ترتیب با اندازه ای کمتر از ۲ سانتی متر و ۳ درجه ردیابی می شوند. این حد از دقت برای یک ربات نیوماتیکی بسیار مطلوب می باشد.

کنترل موقعیت ربات موازی نیوماتیکی ۶ درجه آزادی گاف-استوارت به کمک کنترل کننده ی پسگام مدلغزشی Keywords:

Gough-Stewart parallel robot , Pneumatic actuator , Proportional valve , Inverse kinematic , Backstepping-Sliding Mode controller , ربات موازی گاف-استوارت , عملگر نیوماتیکی , شیربرقی تناسبی , سینماتیک معکوس , کنترل کننده پسگام مدلغزشی