طراحی مسیر بهینه و شبیه سازی آن برای ربات سه کابلی با در نظر گرفتن اثر ثقل

هدف اصلی در این مقاله طراحی مسیر بهینه بین دو نقطه در فضای کاری، برای یک ربات کابلی صفحه ای می باشد. برای طراحی مسیر علاوه بر تاثیرات موتور محرکه ربات اثرات نیروی ثقل ، نیز در نظر گرفتهشده است. در این مقاله پس از استخراج معادلات دینامیکی، گشتاور اعمالی توسط هر یک از موتورها باید به گونه ای محاسبه گردد که در هنگام طی مسیر کمترین مقدار را دارا باشد و همزمان قیود حاکم بر سیستم شامل معادلات دینامیکی ربات برآورده شود. به این منظور مساله طراحی مسیر به صورت یک مساله کنترل بهینه تعریف می گردد . سپس با به کارگیری روش حل غیرمستقیم که بر اساس روش حساب تغییرات می باشد، شرایط لازم بهینگی برای حداقل شدن گشتاور بین دو نقطه داده شده، با استفاده از اصل مینیمم پونتریاگن استخراج میگردد . این شرایط بهینگی منجر به یک دستگاه معادله دیفرانسیل غیرخطی مرتبه اول به همراه شرایط مرزی در ابتدا و انتهای مسیر میشود که تشکیل یک مساله مقدار مرزی دو نقطهای TBVP) می دهد که با الگوریتم های عددی قابل حل می باشد. برای نشان دادن تاثیر استفاده از این مثال های برای یک ربات سه کابلی صفحه ای شبیه سازی  روش شده نشان داده میشود

کلیدواژه ها:

ربات کابلی ، کنترل بهینه ، طراحی مسیر