دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فرمت ورد 90 صفحه
پیش گفتار :
در این پژوهش به ارائه روش کنترل مود لغزشی هوشمند برای نمونه ای از یک ربات ماهی به روش سخت افزار در حلقه پرداخته می شود. برای این منظور، ابتدا مدل غیر خطی برای نمونه ربات ماهی معرفی میگردد. برای تحلیل حرکات ماهی، از تئوری جسم کشیده که توسط لایت هیل پیشنهاد شده است، استفاده شده است . تئوری لایت هیل برگرفته شده از تئوری آیرودینامیک جسم باریک است که به شناگرهای کارانجیفوم قابل اعمال است. با ساده سازی معادلات پیشنهادی لایت هیل برای سیستم ربات برای حرکت در صفحه، تعداد ورودی های کنترلی از تعداد درجات آزادی حرکت در صفحه کمتر میباشد که منجر به تحریک ناقص ربات میشود. به علت عدم امکان مدل سازی تحلیلی و دقیق اثرات هیدرودینامیکی وارد بر ربات و کوپله بودن این اثرات با اثرات دینامیکی، مدل دینامیکی سیستم ارائه شده برای ربات ماهی علاوه بر تحریک ناقص بودن، دارای عدم قطعیتهای پارامتریک و ساختاری می باشد. تا به حال، کار اصلی محققان بر روی تحلیل های پیچیده هیدرودینامیکی مکانیزم رانش شبیه ماهی که غیر قابل استفاده برای مصارف کنترلی هستند ، مواد سازنده باله ها، ساختار مکانیکی و عملکرد با کنترل از راه دور متمرکز بوده است.
کارهای اندکی روی طراحی کنترل هوشمند برای روبوماهی که بتواند شنا کند و در محیط های با دینامیک پویا و ناشناخته جهت یابی کند، انجام شده است. این شاید بعلت دشواری روش های کنترل مورد نیاز برای کنترل مدلهای هیدرودینامیکی ارائه شده برای ربات باشد. در ادامه، برای مدل تحریک ناقص ربات، کنترلر سینماتیکی برای ردیابی مسیرهای دلخواه طراحی میشود و در نهایت برای معادلات دینامیکی سیستم، کنترل مود لغزشی هوشمند با قابلیت تطبیق به تغییرات یا عدم قطعیتهای پارامتریک معرفی و اعمال می گردد. در این راستا، نمونه ای از دم ماهی با قابلیت بال زدن در آب ساخته شده و توسط مکانیزم استند تست مناسب نیروهای رانش حاصل از بال زدن دم بدست آمده و به مدل ربات در محیط نرم افزار مطلب اعمال شده و به همراه کنترلر سینماتیکی و دینامیکی طراحی شده از این نیروهای برای بدست آوردن مدل رانش دم ربات با قابلیت تطبیق و تعمیم استفاده شده است. شبیه سازی های کامپیوتری انجام شده به همراه نتایج تجربی بدست آمده نشان میدهد که هوشمند نمودن روش کنترلی مود لغزشی و مدل رانش ربات دو مزیت عمده دارد. اولین مزیت آن چند منظوره شدن ربات و قابلیت کارکرد آن در محیط های مختلف است زیرا سیستم در مقابل تغییرات پارامترهای دینامیکی مقاوم میگردد. مزیت دیگر، عدم نیاز به آزمایشات پر هزینه و زمانبر برای الگوریتمهای شناسایی سیستم و کاهش عملیات مربوط به تنظیم نهایی سیستم کنترلی می باشد.
یش گفتار ................................................................................................................................ 1
مقدمه......................................................................................................................................... 2
فصل اول :
خلاصه ای بر مکانیزم های مورد استفاده ماهی در شنا....................................................................... 4
رانش BCF ............................................................................................................................... 6
یادگیری از ماهی در طراحی و ساخت ربات................................................................................... 9
نیروهایی که بر روی ماهی در حال شنا اثر می کند........................................................................... 13
طراحی الگوی شنا برای ربات ماهی............................................................................................... 18
مکانیزم ها و روشهای کنترلی برای روبوماهی.................................................................................. 20
سینماتیکو دینامیک ربات ماهی بدون در نظر گرفتن دینامیک مکانیزم................................................. 24
دینامیک مکانیزم پیشرانش ربات ماهی........................................................................................... 26
تئوری جسم کشیده...................................................................................................................... 27
شبیه سازی حرکت...................................................................................................................... 31
طراحی ساختار ربات................................................................................................................... 31
شبیه سازی دینامیکی حرکت ربات................................................................................................ 34
طراحی کنترلر سینماتیکی ............................................................................................................ 37
حرکت روی مسیرهای دایروی..................................................................................................... 38
حرکت روی مجموعهای از نقاط و تعقیب مسیرهای دلخواه.............................................................. 41
تعقیب اجسام متحرک و ثابت نگه داشتن فاصله نسبی...................................................................... 42
حفظ فاصله نسبت به هدف متحرک ............................................................................................. 45
طراحی کنترلر دینامیکی مود لغزشی هوشمند ................................................................................. 47
شبیه سازی تعقیب اجسام متحرک................................................................................................. 48
تعقیب جسم متحرک، با حرکت هدف روی مسیر سینوسی............................................................. 48
فصل دوم:
ربات زیرآبی.............................................................................................................................. 54
کاربردهای ربات‌های زیرآبی ....................................................................................................... 55
کاوش در اعماق دریاها با سفره ماهی رباتیک محقق ایرانی............................................................. 63
روبات ماهی های هوشمند درخدمت یافتن آلودگیها....................................................................... 64
ربات ماهی شبیه ساز شنای ماهی طبیعی..................................................................................... 66
فصل سوم :
طراحی و ساخت ربات ماهی قزل آلا با استفاده از میکروکنترلر AVR............................................ 70
مقدمه......................................................................................................................................... 71
وسایل رباتیکی زیر آبی............................................................................................................... 73
تاریخچه.................................................................................................................................... 76
طراحی ربات ماهی .................................................................................................................... 78
برنامه نویسی برای کنترل ربات..................................................................................................... 79
ساخت ربات ماهی..................................................................................................................... 82
فلوچارت برنامه نویسی میکرو کنترولر.......................................................................................... 84
جمع بندی و کار های آینده......................................................................................................... 86
مراجع........................................................................................................................................ 87
