Συγκριτική αξιολόγηση αλγορίθμων σχεδιασμού τροχιάς και εφαρμογή τους σε ρομποτικό βραχίονα με φορτίο
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δερματάς, Ευάγγελος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κουστουμπάρδης, Παναγιώτης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Νικολακόπουλος, Γεώργιος | |
| dc.contributor.author | Κωνσταντάκος, Μάριος | |
| dc.contributor.other | Konstantakos, Marios | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-19T07:47:26Z | |
| dc.date.available | 2026-10-19T07:47:26Z | |
| dc.date.issued | 2026-10-16 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη συμπεριφορά διαφορετικών μεθόδων σχεδιασμού τροχιάς κατά την εκτέλεση κοινής καρτεσιανής μετακίνησης από συνεργατικό βιομηχανικό ρομπότ DOBOT Nova 5. Μελετώνται οι πολυωνυμικές τροχιές Cubic και Quintic, το τραπεζοειδές προφίλ ταχύτητας, το προφίλ Double-S και ο αλγόριθμος online σχεδιασμού Ruckig. Η ενσωματωμένη εντολή MoveL χρησιμοποιείται ως μέθοδος αναφοράς. Αρχικά, οι μέθοδοι συγκρίνονται σε κοινό μονοδιάστατο δυναμικό μοντέλο. Στη συνέχεια εφαρμόζονται στον πραγματικό βραχίονα μέσω της διεπαφής ServoP, μετά από πειραματική επιλογή των παραμέτρων της. Η αξιολόγηση στηρίζεται σε δεδομένα ανάδρασης του ελεγκτή, σε καταγραφή της σχετικής ηλεκτρικής ισχύος στην τροφοδοσία 48 V DC και σε βιντεοσκόπηση του μεταφερόμενου δοχείου. Η πειραματική βάση περιλαμβάνει 210 κύριες κινήσεις, 90 πρόσθετες κινήσεις με διάφορα φορτία και ποσοτική ανάλυση 255 καταγραφών βίντεο της ελεύθερης επιφάνειας. Εξετάζονται ο χρόνος εκτέλεσης, το σφάλμα παρακολούθησης της τροχιάς, οι ηλεκτρικές αιχμές και οι δείκτες διαταραχής του υγρού. Η οπτική ανάλυση αποδίδει τη χρονική εξέλιξη της γωνίας της επιφάνειας, το εύρος μεταβολής της και το εκτιμώμενο αρχικό πλάτος υπολειπόμενης ταλάντωσης μετά τη στάση. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν συμβιβασμούς ανάμεσα στην ταχύτητα, στην παρακολούθηση της επιθυμητής τροχιάς και στη συμπεριφορά του φορτίου. Οι ταχύτερες ρυθμίσεις δεν συνοδεύονται πάντοτε από μικρότερη διαταραχή της ελεύθερης επιφάνειας, ενώ η αλλαγή κατάστασης φορτίου μεταβάλλει περισσότερο την καταγεγραμμένη σχετική ισχύ από ό,τι τον χρόνο κίνησης. Δεν αναδεικνύεται μία μέθοδος βέλτιστη σε όλες τις μετρικές. | |
| dc.description.translatedabstract | This thesis investigates the behavior of different trajectory-planning methods during a common Cartesian displacement executed by a DOBOT Nova 5 collaborative industrial robot. Five externally generated trajectories are examined: cubic and quintic polynomial profiles, trapezoidal velocity profiles, Double-S profiles, and online trajectory generation with Ruckig. The robot controller’s built-in MoveL instruction is used as a benchmark. The methods are first compared using a common one-dimensional dynamic model and are subsequently deployed on the physical robot through the ServoP interface, whose execution parameters are selected through dedicated experiments. Robot-controller feedback, relative electrical power measured at the 48 V DC controller supply, and recordings of a carried liquid container form the experimental evidence. The dataset includes 210 principal robot motions, 90 additional motions with 0, 1.0, and 1.7 kg payloads, and quantitative processing of 255 videos of the liquid free surface. The evaluation addresses motion duration, Cartesian tracking error, power peaks, and liquid-surface disturbance. Video processing estimates the surface inclination over time, its peak-to-peak angular range, and the initial amplitude of residual oscillation following robot stop. The results reveal trade-offs between execution speed, trajectory tracking, and payload response. The fastest tested settings do not consistently minimize residual liquid oscillation, while variations in payload condition affect the measured relative power more strongly than motion duration. No single trajectory planner outperforms all alternatives across every metric. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/33218 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Σχεδιασμός τροχιάς | |
| dc.subject | Βιομηχανική ρομποτική | |
| dc.subject | Ελεύθερη επιφάνεια υγρού | |
| dc.subject | Ηλεκτρική ισχύς | |
| dc.subject.alternative | Trajectory planning | |
| dc.subject.alternative | Industrial robotics | |
| dc.subject.alternative | Liquid sloshing | |
| dc.subject.alternative | Electrical power | |
| dc.title | Συγκριτική αξιολόγηση αλγορίθμων σχεδιασμού τροχιάς και εφαρμογή τους σε ρομποτικό βραχίονα με φορτίο | |
| dc.title.alternative | Comparative evaluation of trajectory planning algorithms and their application to a robotic manipulator with payload |