دانلود پایان نامه ارشد : کنترل دینامیکی ربات دو پا با استفاده از سیستم کنترل فازی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکاترونیک

عنوان : کنترل دینامیکی ربات دو پا با استفاده از سیستم کنترل فازی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم و تحقیقات کرمان

دانشکده فنی و مهندسی، گروه مکاترونیک

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکاترونیک (M.Sc)

 

عنوان:

کنترل دینامیکی ربات دو پا با استفاده از سیستم کنترل فازی

 

 

استاد راهنما:

دکتر مجید محمدی

 

 

استاد مشاور:

دکتر حسین میار نعیمی

 

 

زمستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                  شماره صفحه

چکیده. 1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه. 3

1-2- مدل ساده ربات دو پای پنج اتصال. 4

1-3- کنترل کننده ی منطق فازی. 5

1-4- بیان مسأله. 6

1-5- هدف از این مطالعه. 6

1-6- گستره کار. 6

1-7- نمای کلی از پایان نامه. 7

فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1- گسترش در سال 1980. 9

2-2- پیشرفت در سال 1990. 9

2-3- تحرک ربات دو پا بر روی سطوح کمتر ساخت یافته. 10

2-4- تعادل دینامیکی ربات دو پا با استفاده از عوامل یادگیری تقویت فازی. 10

2-5- ابزار شبیه سازی از مدل راه رفتن ربات دو پا. 10

2-6- کنترل پویا و پیوندی ربات دو پا در ناحیه پشتیبانی. 11

2-7- درک تجربی راه رفتن دینامیکی ربات دو پای شبیه انسانKHR-2  با استفاده از بازخورد نقطه ای صفر و مقیاس اینرسی. 11

2-8- بهینه سازی شیوه راه رفتن ربات دو پا توسط ترکیب دینامیکی مطلق  12

فصل سوم: روش شناسی تحقیق

3-1- مقدمه. 14

3-2- دینامیک ربات دوپا. 16

3-3- نیروهای ناشی از برخورد با زمین. 20

3-4- محدودیت زاویه ی زانو. 21

3-5- مدل بلوک های مطلب با استفاده از کنترل فازی. 22

3-5-1 بلوک مرجع. 22

3-5-2  بلوک سیگنال های خطا. 26

3-5-3 بلوک کنترل کننده ی فازی. 27

3-5-4 تبدیل به بلوک گشتاور. 28

3-5-5 بلوک مدل دو پا. 28

3-5-5-1 بلوک مدل دینامیکی. 31

3-5-5-2 بلوک تماس با زمین. 33

3-5-5-3 بلوک ایستاگر زانو. 33

3-6- خلاصه ی فصل. 34

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل یافته های تحقیق

4-1- مقدمه. 36

4-2- ویرایشگر توابع عضویت. 42

4-3- شبیه سازی از  woutgain.mdl 50

4-4- گسترش قوانین فازی. 54

4-5- شبیه سازی woutgain.mdl با استفاده از فایل FIS جدید. 64

4-6- اضافه کردن بهره و شبیه سازی. 67

4-7- خلاصه فصل. 72

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری. 74

5-2- توصیه ها برای کارهای آینده. 75

منابع و مآخذ. 76

فهرست منابع انگلیسی. 76

پیوست. 78

چکیده انگلیسی. 81

فهرست جداول

عنوان                                                  شماره صفحه

جدول 3-1: مشخصات پارامتر های بلوک مدل ربات دو پا. 29

جدول 4-1: قوانین فازی برای کنترل کننده هایΔβ  و γL و γR. 37

جدول 4-2: قوانین فازی برای کنترل کننده α. 41

جدول 4-3: قوانین فازی برای کنترل کننده هایΔβ  و γL وR γ  54

جدول 4-4: قوانین فازی برای کنترل کننده α. 54

فهرست شکل ها

عنوان                                                  شماره صفحه

شکل 1-1: مدل دینامیکی ربات دوپا با پنج درجه آزادی.. 4

شکل 1-2: ساختار کنترل کننده فازی.. 5

شکل 3-1: مراحل پروژه.. 15

شکل 3-2: FIS Editor 16

شکل 3-3: (الف)مدل ربات دوپا و مقادیر ثابت. (ب) نیرو های خارجی   17

شکل 3-4: نوک پای ربات دوپا با زمین در نقطه ی(x0΄,0)  برخورد می کند (خاکستری).. 20

شکل 3-5: مدل ربات دوپا  پنج اتصال با استفاده از کنترلر فازی MATLAB.. 22

شکل 3-6- الف: سیگنال مرجع برای α. 23

شکل 3-6- ب: سیگنال مرجع برای Δβ. 23

شکل 3-6- ج: سیگنال مرجع برای     γL. 24

شکل 3-7: مدل داخلی سیگنال های خطا.. 25

شکل 3-8: مدل داخلی کنترل کننده های فازی.. 26

شکل 3-9: مدل داخلی تبدیل به گشتاور.. 27

شکل 3-10: بلوک مدل دو پا و پارامتر های کادر محاوره ای.. 28

شکل 3-11: مدل داخلی بلوک ربات دو پا.. 30

شکل 3-12: مدل داخلی بلوک مدل دینامیکی ربات دوپا.. 31

شکل 3-13: بلوک مدل داخلی ماتریس های A و b. 31

شکل 3-14: مدل داخلی بلوک تماس با زمین.. 32

شکل 3-15: مدل داخلی بلوک ایستاگر زانو.. 33

شکل 4-1: تغییر در خطا  و سیگنال کنترل Δβ. 36

شکل 4-2: خطا، تغییرات در خطا و سیگنال های کنترل γL. 38

شکل 4-3: خطا، تغییرات در خظا وسیگنال کنترل γR. 39

شکل 4-4: تغییرات در خظا وسیگنال کنترل α. 40

شکل 4-5: پنجره ی اصلی fis flie 123fuz3. 42

شکل 4-6: تابع عضویت ویرایشگر error1. 42

شکل 4-7: تابع عضویت ویرایشگر Derror1. 43

شکل 4-8: تابع عضویت ویرایشگر control1. 43

شکل 4-9: پنجره ی ویرایشگر قوانین برای 123fuz3. 44

شکل 4-10: پنجره ی نشان دهنده ی قوانین برای 123fuzz3. 44

شکل 4-11: پنجره ی نشان دهنده ی سطح برای 123fuzz3. 45

شکل 4-12: پنجره ی اصلی fis flie 123fuz3. 45

شکل 4-13: ویرایشگر عضویت error4. 46

شکل 4-14: ویرایشگر تابع عضویت Derror4. 46

شکل 4-15: ویرایشگر تابع عضویت control4. 47

شکل 4-16: پنجره ی ویرایش قوانین برای 4fuzz3. 47

شکل 4-17: پنجره ی نشان دهنده ی قوانین برای 4fuzz3. 48

شکل 4-18: پنجره ی نشان دهنده ی سطح برای 4fuzz3. 48

شکل 4-19: مدل متلب برای woutgain.mdl 49

شکل 4-20: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع α. 50

شکل 4-21: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجعΔβ. 51

شکل 4-22: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γL. 52

شکل 4-23: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γr 53

شکل 4-24: پنجره ی اصلی FIS file 123fuzz5. 55

شکل 4-25: ویرایشگر تابع عضویت Error1. 56

شکل 4-26: ویرایشگر تابع عضویت Derror1. 56

شکل 4-27: ویرایشگر تابع عضویت control1. 57

شکل 4-28: پنجره ی ویرایشگر قوانین برای 123fuzz5. 57

شکل 4-29: پنجره ی نمایشگر قوانین برای 123fuzz5. 58

شکل 4-30: پنجره ی نمایشگر سطح برای 123fuzz5. 58

شکل 4-31: پنجره ی اصلی FIS file 4fuzz5. 59

شکل 4-32: ویرایشگر تابع عضویت Error4. 59

شکل 4-33: ویرایشگر  تابع عضویت Derror4. 60

شکل 4-34: ویرایشگر  تابع عضویت control4. 60

شکل 4-35: پنجره ی ویرایشگر قوانین برای 4fuzz5. 61

شکل 4-36: پنجره ی ویرایشگر قوانین برای 4fuzz5. 61

شکل 4-37: پنجره ی  نمایشگر سطح برای 4fuzz5. 62

شکل 4-38: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع α. 63

شکل 4-39: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع Δβ. 64

شکل 4-40: رنگ سبز  برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γL. 65

شکل 4-41: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γR. 65

شکل 4-42: مدل داخلی کنترل کننده ی فازی بعد از اضافه کردن بهره ها   66

شکل 4-43: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع α. 67

شکل 4-44: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع … 68

شکل 4-45: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γL. 69

شکل 4-46: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع γR. 70

شکل 4-47: رنگ سبز برای خروجی PD، رنگ بنفش برای خروجی فازی و رنگ زرد سیگنال مرجع به ترتیب برای α ،Δβ ، γLو γR. 71

 

 

 

 

چکیده

در این پایان نامه یک مدل ریاضی دو بعدی ربات دو پای پنج اتصال مورد مطالعه قرار گرفته است. از نرم افزار متلب برای طراحی سیستم کنترل کننده‌ی فازی به منظور کنترل زوایای نیم تنه‌ی بالا، ساق‌ها و ران‌های ربات دو پایی که در دانشگاه هلسینکی طراحی و مدل سازی گردیده و همچنین به وسیله ی سیستم کنترل کننده ی PD در آنجا کنترل شده است، استفاده شده است.استفاده از سیستم کنترل کننده ی PD از پیچیدگی زیادی برخوردار است چرا که برای کنترل چهار زاویه به چهار کنترل کننده در هر یک از چهار فاز حرکتی احتیاج است. بنابر این در سیستم کنترل PD در کل به شانزده کنترل کننده احتیاج خواهد بود. با استفاده از سیگنال خطا و تغییر در خطا و همچنین سیگنال های کنترل ناشی از سیستم PD  متناظر آنها قوانین فازی  بدست می آیند  و تعداد کنترل کننده ها از شانزده کنترل کننده ی PD به چهار کنترل کننده ی فازی کاهش می یابند. سیستم کنترل کننده ی فازی به کار برده شده به دلیل احتیاج نداشتن به اطلاعات فاز حرکتی ربات نیز ساده‌تر از PD خواهد بود. ارتباط بین قوانین فازی و عملکرد کنترل کننده ی فازی در اینجا مورد بررسی قرار می‌گیرد و همچنین تاثیر اضافه کردن گین در خروجی بررسی می گردد.

 

واژگان کلیدی: ربات دوپا، کنترل دینامیکی، قوانین فازی، کنترل کننده PD

– مقدمه

در یک ربات دو پا سه حالت اصلی حرکت دینامیکی شامل قدم زدن، دویدن و پریدن  قابل دستیابی است. اما معمولاً اکثر ربات های  دو پای موجود، فقط در یک حالت می توانند حرکت کنند و تعداد اندکی  توانایی حرکت در دو حالت یا بیشتر را دارند.

در حالت کلی یک سیستم حرکتی ربات دو پا شامل اعضایی می باشد که با مفاصل فعال به هم وصل شده اند. پیچیدگی سیستم بستگی به تعداد درجه آزادی و و ساختار پا ها و اندام های فوقانی دارد. طراحی ربات های دو پا  توسط انسان تا حد بسیار زیادی تحت تاثیر قرار گرفته و بر گرفته از  پیچیدگی و چند بعدی بودن حرکت خود انسان  دوپا می باشد. بنابراین، بسیاری از مدل ها و ماشین آلات پیشرفته شباهت زیادی به بدن انسان دارند.

از سوی دیگر، حرکت راه رفتن بستگی به فاصله نسبی بین دو پا ی ربات دارد. همچنین، راه رفتن شامل دو الگو راه رفتن استاتیک و پویا در قدم زدن است. در راه رفتن استاتیک، ربات دوپا دارای پاهای بزرگ بوده و تعادلش را به وسیله  قرار دادن مرکز جرمش در گستره ای که پاهایش تحمل و پشتیبانی می کنند حفظ            می کند.

این نوع راه رفتن  معمولا آهسته است. در مقابل پیاده روی استاتیک، پیاده روی پویا یا دینامیک از قدم زدن برای حفظ تعادل و برقراری پایداریش استفاده می کند. اما کنترل کردنش سخت تر از کنترل در حالت استاتیک می باشد. الگوی قدم زدن پویا خیلی سریع تر از قدم زدن استاتیک می باشد.

تعداد صفحه : 98

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید