طراحی و ساخت یک ربات سه چرخ بههمراه کنترل عملکرد
Title Proper
Design and Fabrication of a Three Wheel Robot with Performance Control
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۴۸ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
علی اکبر موسویان، علی نجفی اردکانی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن اثر
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۸
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
رباتیک و کنترل بعنوان زمینه هایی بسیار جذاب و کاربردی همواره مورد توجه پژوهشگران این حوزه بوده است. شرکت های بزرگی که کارهایشان در تکنولوژی آینده بشر را به جهت های مشخص هدایت می کنند، تحقیق و توسعه زیادی را بر روی ربات ها آغاز کرده اند تا بصورت واقعی از آن ها استفاده کنند. برای مثال شرکت آمازون در حال تجاری سازی ربات های تحویل دهنده محموله در دو نوع هوایی و زمینی است. شرکت هایی در آمریکا و فرانسه ربات های موبایلی ساخته اند که صنعت کشاورزی را قطعا بسیار متحول می کنند. از اوایل قرن 12 با پیشرفت چشمگیر علوم کامپیوتر و طبیعتا بروز انقلاب در زمینه های پردازش تصاویر دیجیتال، هوش مصنوعی، شبکه های عصبی مصنوعی و یادگیری ماشین موج جدیدی در رباتیک به راه افتاد. اکنون پژوهشگران در تلاش برای طراحی و ساخت ربات هایی هوشمند تر برآمده اند. ربات هایی که با محیط تعامل بیشتری دارند، از آن یاد می گیرند و رفتار نزدیک تری به آنچه در ذهن ما از ربات انتظار می-رود، بروز می دهند. یکی از چالش های ربات های موبایل، کنترل حرکت ایمن و مطمئن برای رسیدن به مقصد مورد نظر است. در این پروژه، ضمن بررسی و مدلسازی دینامیک حرکت، روشهای سنجش موقعیت و کنترل ربات برای پیمودن مسیر معین و رسیدن به مقصد نهایی بررسی و پیاده سازی خواهد شد. این پایان نامه دارای در پنج فصل تدوین شده است. در فصل اول که مقدمه ای بر رباتیک است، تاریخچه و برخی تعاریف و دسته بندی ربات ها بیان شده است. در فصل دوم که مدل سینماتیکی و دینامیکی ربات سه چرخ دیفرانسیلی است، معادلات حاکم در مدل های سینماتیکی و دینامیکی استخراج شده اند تا بعنوان مبنای طراحی کنترلر استفاده شود. در فصل سوم که طراحی کنترلر noitca-DP با هدف تعقیب مسیر تعیین شده توسط ربات سه چرخ متحرک است، الگوریتم کنترلی غیر مبتنی بر مدل با استفاده از خطاهای فیلتر شده noitca-DP طراحی شده است. همچنین مدل های سینماتیکی و دینامیکی در حالت های خاص شبیه سازی شده اند تا از صحت آن ها اطمینان یابیم. در نهایت عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهاد شده در دنبال کردن مسیر بررسی شده است. در فصل چهارم که طراحی و انتخاب اجزاء ربات موبایل دیفرانسیلی است، اجزاء ربات، کارکردشان در کنار هم و توضیحات آن ها ارائه شده است. در فصل پنجم که پیاده سازی الگوریتم کنترلی بر روی پلتفرم، مسائل حل شده و نتایج است و البته فصل آخر پایان نامه می باشد، به چگونگی پیاده سازی الگوریتم کنترلی بر روی پلتفرم و اودومتری، مشکلات پیش-آمده در پیاده سازی و نحوه حل آن ها و همچنین مطالعه ای بر میزان لغزش چرخ های ربات پرداخته شده است.
Text of Note
Robotics and control had always been an attractive and practical field for the researchers working in this field. Big companies that are directing their work on future human technology to a specific direction have begun a great deal of research and development on robots to actually use them. Amazon, for example, is commercializing cargo delivery robots in both aerial and ground types. Companies in the US and France have made mobile robots that will certainly revolutionize the agricultural industry. Since the early 21st century, with the advent of computer science and the digital revolution, artificial intelligence, artificial neural networks, and machine learning, a new wave of robotics has emerged. Now researchers are working to design and build smarter robots. Robots that interact more with the environment, learn from it and behave more closely to what is expected of robot in our minds. One of the challenges of mobile robots is safe and secure motion control to reach the desired destination. In this project, while analyzing and modeling the dynamics of the movement, the methods of positioning and controlling the robot to follow a certain path and reach the final destination will be studied and implemented. This thesis is comprised of 5 chapters. The first chapter is an introduction to robotics, history and some definitions and categories of robots. In the second chapter, which is about the kinematic and dynamical model of the three-wheel differential drive mobile robot, governing equations in kinematic and dynamic models are extracted to be used as the basis of the controller design. In the third chapter, which is about designing the PD-action controller with the aim of following the desired path by the three-wheeled moving robot, the non-model based control algorithm was designed by using PD-action filtered errors. Kinematic and dynamic models have also been simulated in specific cases to ensure their authenticity. Finally, the performance of the proposed control algorithm in following the path is investigated. Chapter 4, which is about designing and selecting differential drive mobile robot components, describes the robot components and their functions. In Chapter 5, which is the final chapter where the implementation of the control algorithm on the platform is solved and the results have been presented, the implementation of the control algorithm on the platform and the odometry, the problems encountered in implementing them and how to solve them, and a study on the slip rate of the robot s wheels is also discussed.