Μελέτη και έλεγχος ρομποτικών συστημάτων με εύκαμπτους συνδέσμους
Loading...
Date
2025-10-09
Authors
Σούμας, Βασίλειος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με τη μελέτη και τον έλεγχορομποτικών συστημάτων με εύκαμπτους συνδέσμους, τα οποία αποτελούν σημαντική κατηγορία στη σύγχρονη ρομποτική λόγω της μειωμένης μάζας, τηςυψηλής ενεργειακής απόδοσης και της αυξημένης ασφάλειας στη συνεργασία με τονάνθρωπο. Ωστόσο, η ευκαμψία των συνδέσμων εισάγει μη γραμμικότητες,ταλαντώσεις και δυσκολίες στη μοντελοποίηση, γεγονός που καθιστά απαραίτητη
την ανάπτυξη κατάλληλων στρατηγικών ελέγχου. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίαςπαρουσιάζεται το ιστορικό υπόβαθρο της ρομποτικής, καθώς και η κινηματική και δυναμική ανάλυση με μεθόδους όπως η σύμβαση Denavit–Hartenberg, οι πίνακεςπεριστροφής, ο Ιακωβιανός πίνακας και οι εξισώσεις Euler–Lagrange και Newton– Euler. Παράλληλα, μελετώνται διάφορες στρατηγικές ελέγχου, από τον κλασικό PDκαι τον PD+Gravity έως πιο εξελιγμένες μεθόδους όπως ο Computed Torque Control (CTC), ο προσαρμοστικός και ο έλεγχος ανθεκτικός σε αβεβαιότητες, καθώς καιυβριδικές προσεγγίσεις με νευρωνικά δίκτυα. Στο πρακτικό μέρος υλοποιήθηκε σε MATLAB ένα μοντέλο ρομποτικού βραχίονα δύο βαθμών ελευθερίας με εύκαμπτηδοκό στο άκρο, προσομοιωμένη με συγκεντρωμένα στρεπτικά ελατήρια και αποσβεστήρες. Δοκιμάστηκαν διαφορετικές αρχιτεκτονικές ελέγχου, με έμφαση στονσυνδυασμό CTC και PD, καθώς και στη χρήση ενός συνεγκατεστημένου PD στη διεπαφή άκαμπτου–εύκαμπτου, το οποίο λειτουργεί ως ενεργός αποσβεστήρας περιορίζοντας τη διάδοση ενέργειας προς την εύκαμπτη δοκό. Τα αποτελέσματα των σεναρίων έδειξαν ότι η συγκεκριμένη προσέγγιση βελτιώνει σημαντικά την απόσβεση ταλαντώσεων, την ακρίβεια παρακολούθησης και τη σταθερότητα του συστήματος, επιβεβαιώνοντας τη θεωρία και αναδεικνύοντας την πρακτική αξία της.
Description
Keywords
Ρομπότ, Ρομποτικοί βραχίονες με εύκαμπτους συνδέσμους, Ρομποτική