کنترل تطبیقی غیرخطی ربات راه‌رونده دوپای 6 درجه آزادی

در این مقاله کنترل تطبیقی غیرخطی ربات راه رونده دوپای 6 درجه آزادی با 7 رابط مورد بررسی قرار می‌گیرد. ربات مورد مطالعه به سه قسمت پای ثابت، پای متحرک و پاندول بالاتنه تقسیم شده و کلیه مفصل‌ها دورانی در نظر گرفته می‌شوند. عموما جهت محاسبات، ربات‌ها بصورت کامل در نظر گرفته می‌شوند که محاسبات آنها پیچیدگی زیادی دارند. همچنین در محاسبات تعادل، نقطه گشتاور صفر یا در کف پای تکیه‌گاه ثابت در نظر گرفته می‌شود یا در محدوده کف پا، متحرک است. در ربات مورد مطالعه، با توجه به تقدم حرکت اعضاء، ابتدا محاسبات بر روی پای متحرک انجام می‌شود و سپس تاثیر آن بر روی پای ثابت بررسی شده و جهت تعادل ربات از پاندول بالاتنه استفاده می‌شود. در بررسی تعادل، نقطه گشتاور صفر در شبیه‌سازی در نرم‌افزار متلب به صورت ثابت در نظر گرفته شده درحالیکه در شبیه‌سازی به کمک نرم‌افزار آدامز، نقطه گشتاور صفر در طول کف پای تکیه‌گاه حرکت می‌کند. کلیه نمودارها در نرم‌افزارهای آدامز و متلب بر یکدیگر منطبق شدند. در تحقیق حاضر، سینماتیک معکوس بروش مثلثاتی و دینامیک معکوس به روش الگوریتم تکراری نیوتن اویلر محاسبه گردیده است. کلیه محاسبات در نرم‌افزارهای متلب و آدامز شبیه‌سازی و صحه‌گذاری شده و با نوشتن روابط تعادل، زاویه‌ پاندول بالاتنه در هر لحظه بدست می‌آید. بدلیل امکان وجود عوامل ناشناخته طی فرایند ساخت ربات و عدم قطعیت در پارامترهایی نظیر طول، جرم و غیره، کنترل تطبیقی گشتاور محاسبه شده بر روی اجزای ربات اجرا شده و حداکثر گشتاور مورد نیاز برای کنترل کلیه مفصل‌ها بدست می‌آید.

Nonlinear adaptive control of a 6 DOF biped Robot

This paper discussed nonlinear adaptive control of a 6 DOF biped robot. The studied robot was divided to three part, fix leg, moving leg and a torso and all the joints were considered rotational. Generally, for calculations, robots are considered as a whole which makes the related calculations complex. For balance calculations, the zero moment point (ZMP) was either considered as a fix point on the ground or a moving point on the foot plate. In the presented robot in this study with priority of movements, first, the calculations were carried out on the moving foot, then the effect of the motion on the foot was inspected and a pendulum was used to balance the robot. To check the balance, ZMP in the simulation in MATLAB software was considered as a fix point While in Adams software simulation, ZMP was considered moving along the bottom of the sole. All the charts active with both software met each other. In the presented study the inverse kinematics was calculated by trigonometric method and inverse dynamics of each leg was investigated by NewtonEuler iterative method. All calculations were carried out in MATLAB software and were verified by ADAMS software. By writing the equilibrium equations, the angle of torso at each time was achieved. In the next step, because of uncertainties in manufacturing and some parameters like mass, length, etc. adaptive computed torque control was used on each leg to achieve the maximum torque that each joint needs for stable walking.