استفاده از الگوریتم رقابت استعماری برای حل مسئله سینماتیک معکوس ربات های صنعتی

بخش مهمی از ربات های صنعتی برای رسیدن به موقعیت مطلوب و جهت گیری عامل یا ابزار نهایی به گونه ای طراحی می شوند کهوظیفه ای از پیش تعیین شده را تکمیل می کند. برای رسیدن به این هدف، داشتن دانش صحیح سیستماتیک معکوس الزامی است. ربات ها برای اجرای وظایف داده شده مختلف در صنایع متفاوت مانند: جابجایی موادف اکتشافات فضایی، زیردریایی ها و حوزه پزشکی نمود پیدا می کنند. ازدیدگاه کنترلی دو مسئله اساسی درعلم رباتیک مطرح است: ۱. طراحی مسیر، ۲. کنترل ربات آشنایی با متغیرها و شناخت پارامترهای سینماتیکی از ملزومات حل مسئله سینماتیک معکوس می باشد. که حرکت عملگر انتهایی توسط عملگرهای مفصلی آن کنترل می شود و این حرکت مورد نیاز را در هر مفصل ایجاد می کند. برخلاف تحلیل سینماتیک مستقیم برای ربات های سری، سیماتیک معکوس ربات ها به دلیل ضوابط غیر خطی حاکم بر آن و داشتن راه حل های چندگانه کاملا پیچیده است لذا در حالت کلی رهیافت مدونی برای مسئله سینماتیک معکوس ارائه نشده است. از طرفی، سرعت و دقت دو عامل مهم در مطالعات رباتیک می باشند که به منظور به دست آوردن نتایج مطلوب، می بایست این دو عامل همواره مدنظر قرار داد. از طرفی نیاز به دسترسی فضای کاری بزرگ تر باعث افزایش تعداد درجات آزادی ربات شده است و با افزایش تعداد درجات آزادی حل مسئله سینماتیک دشوارتر می گردد. امروز از ربات هفت درجه آزادی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که در حل کلی نمی توان جواب بسته برای سینماتیک آن ارائه کرد. در این مقاله مسئله سینماتیک وارون به یک مسئله بهینه سازی محول شده و سپس با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری به حل آن پرداخته می شود کارایی راهکار پیشنهادی با شبیه سازی های متعدد مورد ارزیابی قرار گرفته و با الگوریتم گرگ خاکستری و الگوریتم ازدحام ذرات مورد قیاس قرار می گیرد

کلیدواژه ها:

ربات های صنعتی ، سینماتیک معکوس ، الگوریتم رقابت استعماری ، الگوریتم های فرا ابتکاری ، بهینه سازی