مساله کنترل بهینه حرکت هم زمان دو ربات همکار در یک مسیر مشترک تحت عدم قطعیت پارامترهای دینامیکی

در این مقاله یک چارچوب بهینه سازی مقاوم برای برنامه ریزی مسیر دو ربات دولینکی همکار ارائه شده است که به صورت همزمان مسیر هندسی از پیش تعیین شده ای را طی کرده و بار مشخصی را جابه جا می کنند. در مدل دینامیکی سیستم، عدم قطعیت های پارامتری موجود در ماتریس های جرم و کوریولیس به صورت افزایشی و کراندار در نظر گرفته شده اند تا اثر تغییرات دینامیکی بر عملکرد سیستم به طور دقیق مدل سازی شود. مساله ی بهینه سازی به صورت یک مساله ی مینی مکس (Min-Max) فرموله شده است تا در بدترین شرایط نامطمئن نیز عملکرد سیستم بهینه باقی بماند. در تابع هدف، علاوه بر زمان حرکت، انرژی گرمایی تولید شده و نرخ تغییرات گشتاورها نیز کمینه می شوند تا بازدهی و پایداری سیستم افزایش یابد. چالش اصلی رعایت همزمان شروط هم مکانی (co-location) و همزمانی (co-time motion) حرکت عملگرهای بازوها همراه با جابه جایی بار و همچنین محدودیت های فیزیکی روی گشتاور اعمال شده به مفاصل در حضور عدم قطعیت ها است. مساله را با استفاده از روش های گسسته سازی و تبدیل به یک مساله ی بهینه سازی محدب مقاوم با قیود مخروطی مرتبه ی دوم (SOCP) حل کردیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از این رویکرد موجب افزایش دقت تعقیب مسیر، کاهش حساسیت سیستم نسبت به عدم قطعیت ها و بهبود پایداری گشتاورها می شود و در نهایت یک راهکار موثر برای طراحی حرکت مقاوم در سیستم رباتیکی همکار ارائه می دهد. مثال عددی ارائه شده در این مقاله اثر بخشی این روش را تایید می کند.

کلیدواژه ها:

ربات های همکار ، کنترل بهینه ، عدم قطعیت دینامیکی ، بهینه سازی محدب ، برنامه ریزی مخروطی درجه دوم