تحقیق آماده: بررسی روش های مسیریابی و کنترل ربات دوپا

مقدمه

از حدود صد سال پیش تلاش های زیادی برای ساخت ربات دوپا صورت گرفته است. این دسته از ربات ها به دلیل توانایی حرکتی خود، قابلیت های خاص و منحصربه فردمانند بالا رفتن از پله، حرکت در زمینه های ناهموار و کار کردن در شرایطی مثل محیط زندگی انسان را نسبت به دیگر ربات های متحرک دارا می باشد. با توجه اینکه ربات های فوق دارای جای پای مستقل برای حرکت می باشند، قابلیت حرکت آن ها در محیط ناهموار بیشتر از ربات های چرخ دار می باشد که برای حرکت نیاز به محیطی کم و پیش صاف و پیوسته دارند. 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.

کنترل ربات دوپا

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[۱].

ربات های راه رونده ی دوپا به دلیل توانایی حرکتی خود، قابلیت های خاص و منحصربه فردمانند بالا رفتن از پله، حرکت در زمینه های ناهموار و کار کردن در شرایطی مثل محیط زندگی انسان را نسبت به دیگر ربات های متحرک دارا می باشد. با توجه اینکه ربات های فوق دارای جای پای مستقل برای حرکت می باشند، قابلیت حرکت آن ها در محیط ناهموار بیشتر از ربات های چرخ دار می باشد که برای حرکت نیاز به محیطی کم و پیش صاف و پیوسته دارند.

در یک ربات دو پا سه حالت اصلی حرکت دینامیکی شامل قدم زدن، دویدن و پریدن  قابل دستیابی است. ما از بسیاری از روش های متنوع مدل سازی و کنترل ربات دوپا، تلاش کرده ایم تا استراتژی های کنترل و همچنین استراتژی های مسیریابی را برای ربات های دوپا / انسان نما مبتنی بر ZMP و سایر روش ها را گردآوری کرده و آن ها را به طور سیستماتیک معرفی کنیم. طراح باید پیچیدگی محاسباتی طرح های کنترل هدف را که به دلیل درجات آزادی DOF بزرگ مربوط به ربات های دوپا / انسان نما ایجاد شده است را در نظر بگیرد.

فهرست مطالب سمینار مسیریابی و کنترل ربات دوپا

روش های مسیریابی و کنترل ربات راه رونده ۸

۱-۱- مقدمه ۹

۱-۲- بیان مسئله ۹

۱-۳- اهمیت و ضرورت تحقیق ۱۰

۱-۴- کنترل ربات دوپا با استفاده از روش ZMP 12

۱-۴-۲- بهبود مسیریابی با استفاده از روش ZMP 15

۱-۴-۳- مسیریابی ربات راه رونده بر اساس ZMP 19

۱-۵- مسیریابی ربات راه رونده با استفاده از روش مرجع آنلاین ۲۰

۱-۶- روش های کنترل تعادل ربات دوپا ۳۲

۱-۶-۲- کنترل ربات دوپا با استفاده از روش سطح پایین ۳۵

۱-۷- بررسی روش های بهینه سازی ربات دوپا ۳۵

۱-۷-۱- کنترل و مسیریابی با الگوریتم PSo 35

۱-۷-۲- تحلیل الگوریتم موچگان در مسیریابی ربات های راه رونده ۳۹

۱-۸- روش های مسیریابی و کنترل ربات دوپا بر اساس Real time 49

۱-۸-۱- بهبود مسیریابی ربات دوپا با استفاده از الگوریتم کنترلی هیبرید ۵۰

۱-۸-۲- ساختار الگوریتم کنترلی هیبریدی جهت پایداری ربات راه رونده ۵۲

۱-۹- مسیریابی و کنترل ربات اگزاوسیون راه رونده ۶۱

۱-۱۰- کنترل ربات راه رونده با استفاده از تطبیق زمانبندی گام ها ۶۴

۱-۱۱- جمع بندی ۶۷

منابع و مآخذ ۷۲