عنوان

کنترل موقعیت زاویه‌ای به روش مدولاسیون پهنای باند در مفصل‌های لولایی شبه زانویی با عملگرهای ماهیچه‌ای پنوماتیکی

شماره

۵۰۳۲پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

کنترل موقعیت زاویه‌ای به روش مدولاسیون پهنای باند در مفصل‌های لولایی شبه زانویی با عملگرهای ماهیچه‌ای پنوماتیکی

نام عام مواد

[پایان نامه]

نام نخستين پديدآور

مهدی جلالت پارس

نام ناشر، پخش کننده و غيره

صنعتی سهند

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۲

نام خاص و کميت اثر

۸۳ص.

ساير جزييات

مصور، جدول، نمودار

مواد همراه اثر

CD

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۲/۰۶/۰۱

متن يادداشت

ماهیچه‌های مصنوعی نوع جديدی از محرک‌های انعطاف‌پذير پنوماتیکی با مزايايی نظیر وزن سبک، نسبت قدرت به وزن بالا، ايمنی بالا و قیمت مناسب بوده و دارای سازگاری عالی با انحنای سطوح محل نصب می باشند. اين نوع از عملگر‌ها به طور گسترده در ربات‌های پوشیدنی و تجهیزات توانبخشی استفاده می شوند. دينامیک غیر‌خطی ماهیچه‌های پنوماتیکی به دلیل ساختار ذاتی آنها چالش‌های زيادی را در کنترل و مدلسازی اين نوع از عملگرها به وجود آورده و از اصلی‌ترين موانع توسعه استفاده از اين نوع از محرک‌های پنوماتیکی در ربات‌ها بوده است. از آنجايی که ماهیچه‌های مصنوعی، انقباض يک طرفه‌ای را ايجاد می‌کنند، بنابراين در هنگام نصب بر روی اسکلت ربات‌ها، وجود حداقل دو ماهیچه مصنوعی مختلف الجهت، برای ايجاد حرکت نیمه دورانی ضروری است. يکی از متداول‌ترين ساختارهای مفصلی در تجهیزات دارای عملگرهای ماهیچه‌ای، ساختاری‌است که در آن دو ماهیچه‌ی پنوماتیکی در طرفین يک اتصال لولایی نصب شده و در خلاف جهت همديگر برای کنترل موقعیت زاويه‌ای و گشتاور مورد استفاده قرار می‌گیرند که تقلیدی از عضلات اسکلتی انسان در مفاصل می باشد.در اين پژوهش ابتدا به منظور مدل‌سازی ماهیچه‌های پنوماتیکی، معادلات دينامیکی حاکم بر ساختار شبه زانويی مورد پژوهش استخراج شده و معادلات دينامیکی حاصل در محیط نرم افزار متلب / سیمولینک پیاده‌سازی خواهند شد. بعد از شبیه‌سازی رفتار سیستم، جهت صحه‌گذاری بر مدل استخراج شده و اعتبارسنجی آنها نتايج حاصل از شبیه‌سازی با برخی از پژوهش‌های معتبر پیشین، مورد مقايسه و ارزيابی قرار خواهند گرفت. جهت کنترل موقعیت زاويه‌ای در ساختار مورد پژوهش، از شیرهای پاسخ سريع در مدار پنوماتیکی استفاده شده است. شیرهای پاسخ سريع فقط در دو حالت دبی ماکزيمم و دبی صفر عمل می‌کنند، بنابراين سیگنال‌های کنترلی به صورت گسسته و به روش مدولاسیون پهنای باند، در اختیار مدار پنوماتیکی و شیر کنترلی قرار خواهندگرفت. شبیه‌‌سازی عملکرد سیستم به همراه کنترل‌کننده‌ی طراحی شده در محیط نرم افزار متلب / سیمولینک انجام خواهد شد تا از میزان توفیق کنترل‌کننده طراحی شده و روش گسسته‌‌سازی سیگنال‌های آن جهت کنترل موقعیت زاويه‌ای در شرایط کاری مختلف اطمینان حاصل‌گردد.

متن يادداشت

Artificial muscles are a new type of flexible pneumatic actuators with advantages such as light weight, high power-to-weight ratio, high safety and reasonable price, and they have excellent compatibility with the curvature of the surfaces of the installation site. This type of actuators are widely used in wearable robots and rehabilitation equipment. Due to their inherent structure, the nonlinear dynamics of pneumatic muscles has created many challenges in controlling and modeling this type of actuators and has been one of the main obstacles to the development of using this type of pneumatic actuators in robots. Since artificial muscles produce one-way contraction, therefore, when installing on the skeleton of robots, the existence of at least two artificial muscles of different orientations is necessary to create semi-circular movement. One of the most common joint structures in equipment with muscle actuators is a structure in which two pneumatic muscles are installed on the sides of a hinge joint and are used in opposite directions to control angular position and torque, which mimics human skeletal muscles in It is joints.In this research, in order to model the pneumatic muscles, the dynamic equations governing the quasi-knee structure of the research subject will be extracted and the resulting dynamic equations will be implemented in the MATLAB/Simulink software environment. After simulating the behavior of the system, in order to validate the extracted model and validate them, the simulation results will be compared and evaluated with some previous valid researches. In order to control the angular position in the research structure, quick response valves have been used in the pneumatic circuit. Quick response valves operate only in two modes of maximum flow and zero flow, therefore control signals will be provided to the pneumatic circuit and control valve in a discrete manner and by bandwidth modulation. The simulation of the performance of the system with the designed controller will be done in the MATLAB / Simulink software environment to ensure the success rate of the designed controller and the discretization method of its signals to control the angular position in different working conditions.

عنوان گونه گون

Angular Position Control Using Pulse Width Modulation in Knee-Like Revolt Joint with Pneumatic Muscle Actuators

موضوع مستند نشده

عملگرهای ماهیچه‌ای مصنوعی

موضوع مستند نشده

کنترل موقعیت زاويه‌ای

موضوع مستند نشده

مدولاسیون پهنای باند

موضوع مستند نشده

کنترل مدلغزشی

اصطلاح موضوعی

عملگرهای ماهیچه‌ای مصنوعی ، کنترل موقعیت زاويه‌ای ، مدولاسیون پهنای باند ، کنترل مدلغزشی

اصطلاح موضوعی

Artificial muscle actuators, angular position control, Pulse width modulation, sliding mode control

مستند نام اشخاص تاييد نشده

جلالت پارس، مهدی

عنصر شناسه اي

کمالی

ساير عناصر نام

، محمدرضا

کد نقش

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

صنعتی سهند

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه صنعتی سهند

شماره بازیابی

مکانیک، ۸۰۵۴۵، ۱۴۰۲

فرمت انتشار

p

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y