بهینه سازی موقعیت یک ربات لامسه ای افزونه برای افزایش ضریب میرایی مجازی قابل شبیه سازی با الگوریتم های فرا ابتکاری بر مبنای هوش جمعی

در این مقاله از یک ربات لامسه ­ای سه درجه آزادی برای شبیه ­­سازی جسمی مجازی واقع بر نقطه ­ای بر روی یک دیوار دو بعدی استفاده شده است. دو مولفه مکانی نقطه کاری روی دیوار دلخواه بوده و لذا این ربات دو درجه آزادی افزونه برای این کار خواهد داشت که توسط روش ­های بهینه­ سازی کلونی زنبور عسل مصنوعی و الگوریتم بهینه ­سازی کلاغ به گونه ­ای مشخص شده­ اند تا ضمن تضمین پایداری ربات، ضریب میرایی جسم مجازی قابل شبیه ­سازی نیز بیشینه شود. فرایند بهینه ­سازی توسط هر روش در دو حالت مختلف انجام شده است. در حالت اول سفتی ربات در کل فضای کاری مقداری ثابت فرض شده و در حالت بعدی سفتی تابعی از پیکره ­بندی ربات در نظر گرفته شده است. در هر حالت، ابتدا مقادیر جرم، ضریب میرایی موثر و سفتی موثر ربات به دست آمده و سپس از روابط تئوری مرز عملکرد پایدار ربات به دست می­آید. در نهایت روش­ های بهینه سازی مذکور، محل نقطه کاری را به گونه ­ای مشخص می­ کنند که ضریب میرایی قابل شبیه­ سازی بیشینه شود. نتایج نشان می ­دهند که در حالت ثابت بودن سفتی ربات، هر دو روش مذکور توانایی شبیه سازی مقدار بیشینه ۸۲۵/۱ را برای ضریب میرایی مجازی داشتند. حال آن که در حالت متغیر بودن سفتی ربات، الگوریتم کلاغ و زنبور عسل به ترتیب به مقادیر ۲۵۰۲ و ۲۴۹۸ به عنوان بیشینه ضریب میرایی قابل شبیه ­سازی رسیدند. همچنین با وجود آن که تعداد محاسبه تابع هزینه در هر دو روش یکسان است، اما الگوریتم بهینه­ سازی کلاغ سریع­ تر و تکرار پذیرتر است.

کلیدواژه ها:

ربات لامسه ای ، پایداری ، بهینه سازی ، کلونی زنبور عسل مصنوعی ، الگوریتم بهینه سازی کلاغ ، افزونگی