نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند، پرند

چکیده

  کنترل موقعیت بازوی ربات، به دو روش کنترل در فضای مفصلی و کنترل در فضای کار انجام می گیرد. در بازوهای ربات عملیاتی در صنایع دریایی، به علت پیچیدگی و محدودیتهای موجود در فضای کار، تاثیر عدم قطعیت ها بر عملکرد بازوی ربات بیشتر می گردد. بنابراین کنترل مطلوب در فضای مفصلی، لزوماً کنترل مطلوب در فضای کار را نتیجه نمی دهد. از طرفی استفاده از معکوس ماتریس ژاکوبین در محاسبه معادلات دینامیکی بازوی ربات در فضای کار، کنترل در فضای کار را با مشکل نقاط تکین رو به رو می سازد. در روش پیشنهادی از ترانهاده ماتریس ژاکوبین  ، به جای معکوس ماتریس ژاکوبین   ، استفاده می شود و با طراحی یک کنترل کننده ساختارمتغیر، عبور از نقاط تکین میسر می گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Crossing the singular points of task space in variable structure control of robot manipulatorsused in the marine industries, in presence of uncertainties

نویسندگان [English]

  • M. Veysi 1
  • M. Soltanpour 1
  • R. Rastegari 2

چکیده [English]

Position tracking control of robot manipulator is done in two method as joint space control and task space control.In operating robot manipulators in marine industries, due to the complexity and limitations in task space,  the effect of uncertainties on the performance of the robot manipulator increases.Therefore, desirable control in joint space, necessarily does not lead to desirable control in task space. On the other hand, using of Jacobian matrix inverse for calculating the dynamic equations of robot manipulator in task space, will encounter the task space control to the problem of singular points. In proposed approach, Jacobin matrix transpose rather than the Jacobin matrixreverse is used. Finally, crossing the singular points by design of a variable structure controller will be possible.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Variable Structure Control
  • Task Space
  • Singular Point
  • Joint Space
  • Uncertainty

1- مراجع

[1] Choi Hyeung-Sik“Modeling of robot manipulators working under the sea and the design of a robust controller ”, Journal of Robotica , Volume 14 , Issue 02 , pp 213-218, March 1996 .

[2]Jaradat, M., “Reinforcement based mobile robot navigation in dynamic environment”. Robotics andComputer-Integrated Manufacturing, 27, 135–149 , 2011.

[3]Yen, G., Hickey, W., "Reinforcement learning algorithms for robotic navigation in dynamic environments," ISA Transactions,43, 217-230 , 2004.

[4] Utkin, V. I “ Sliding Modes and Their Application to Variable Structure Systems”,   MIR Publisher, Moscow , 1978.

[5] Slotin, J-J.E. “ The robust control of robot manipulators”,Int.J.Robo.Res., Vol.4,no.2,49-64 , 1985.

[6] J. J. Slotine and S. Sastry“ Tracking control of non-linear systems using sliding surfaces, with application to robot manipulators ”. International Journal of Control”, No. 2, vol. 38, pp. 465-492 , 1983.

[7] Yoerger DR, Newman JB, Slotine, JJE “ Robust trajectory control of underwater vehicles ”. IEEE J Oceanic Eng 10(4): 588–593, 1985.

[8] Ha IJ, Gilbert EG “ Robust tracking in nonlinear systems and its applications to robotics ”. IEEE Conf

2010.

[9] Qu Z, Dawson D “ Robust tracking control ofrobot manipulators ”, 1th edn, IEEE Press, New York ,1996.

[10]A Levant “ Higher-ordersliding modes, differentiation and output feedback control ”. Int J Control 76(9-10): 924–941, 2003 .

[11] Hollerbach JM, “ A recursive lagrangian formulation of manipulator dynamics and a comparative study of dynamics formulation complexity ”. IEEE Trans On Sys; Man and Cyb. 10(2): 123–135 , 1980.

[12] Luh JYS, Walker MH, Paul RP “ On– line computational scheme for mechanical manipulator ”. Jour Dyn Sys Meas Cont. 102(5): 69–76, 1980.

[13] TakegakiM ,Arimoto S “ A new feedback method for dynamic control of  manipulators ”. Jour Dyn Sys Meas Cont. 102(3): 119–125, 1981.

[14] Arimoto S, Miyazaki F “Asymptotic stability of feedback control for robot manipulators ”. Proc IFAC Symp Rob Cont Spa.: 447– 452, 1985.

[15] Arimoto S “ Control theory of nonlinear mechanical systems; A passivity based and circuit theoretic approach ”. 1th edn, Oxford, U.K, 1996.

[16] MohammadVeysi , Mohammad Reza Soltanpour “ Eliminating Chattering Phenomenon in Sliding Mode Control of  Robot Manipulators in the Joint Space Using Fuzzy Logic ”. Journal of Solid and Fluid Mechanics, Shahrood University of Technology, Vol. 2, No. 3, PP. 45-54, 2012.

[17] Mohammad Veysi, Mohammad Reza Soltanpour and Mohammad Hassan Khooban. “A novel self-adaptive modified bat fuzzy sliding mode control of robot manipulator in presence of uncertainties in task space”, Journal of Robotica, Cambridge University, DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S0263574714001258, 2014.

 [18] B. Gorla and M.Renaud, “ Robot Manipulators ”, Cepadues-Editions, Toulouse, 1984.

 [19]O.Ma, J.Angeles,“Architecture singularities of platform manipulators” Proc. of Int’l conf. on R&A. Sacramento, California. pp 1542-1547 - April 1991.

 [20]C. Gosselin , J. Angeles, “Singularity Analysis of closed-loop kinematic chains” IEEE Trans. On R&A. vol.6. No.3, pp 281-290 June 1990.

[21] John  J. Craig “ Introduction to Robotics: Mechanics and Control”,  Addision-Wesley, 2005.

[22] Slotine, J.-J. E. and  Li, W “ Applied  Nonlinear control”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1991.