مدل‌سازی دینامیک ربات‌های پیوسته با المان‌های انحنا -ثابت و بدون حالات تکین محاسباتی

مدل‌سازی ربات‌های پیوسته، با دو چالش دقت و زمان محاسبات روبرو است. در واقع، مدل‌های دقیق دارای مشکل حجم بالای محاسباتی می‌باشند، که منجر به عدم کارایی آن‌ها در کاربردهایی مانند کنترل برخط می‌گردد. این مقاله به ارایه روش جدیدی برای مدل‌سازی دینامیک بدنه ربات‌های پیوسته می‌پردازد. در این روش، شکل ربات با تعداد دلخواهی از المان‌های انحنا - ثابت (کمان دایروی) تخمین زده شده، معادلات دینامیک از روش انرژی لاگرانژ بدست می‌آیند. برای این منظور، ابتدا معادلات سینماتیک و دینامیک برای یک المان بدست می‌آیند. سپس، مدل سینماتیک ربات بصورت یک سری از المان‌های ذکر شده استخراج می‌گردد. در نهایت، به مدل‌سازی دینامیک بدنه ربات، با روش اولر- لاگرانژ پرداخته می‌شود. در این مقاله، دینامیک بدنه انعطاف‌پذیر ربات مورد توجه بوده، و مدل ارایه شده مستقل از نوع سیستم عملگری می‌باشد. علاوه بر آن، از مشکل حالات تکین محاسباتی، که در حالت صاف بودن المان‌های انحنا - ثابت اتفاق می‌افتد، اجتناب شده است. در پایان نیز، داده‌های حاصل از شبیه‌سازی مدل توسط نتایج حاصل از آزمون‌های تجربی صحه‌گذاری می‌شوند. نتایج نشان دهنده دقت مناسب مدل در پیش‌بینی رفتار دینامیک ربات‌های پیوسته می‌باشند. همچنین، مدل ارایه شده از لحاظ حجم محاسباتی مناسب بوده، برای کاربردهایی مانند کنترل برخط قابل استفاده است.