عنوان مقاله :
توليد مسير بهينه با هدف حذف نوسانات باقيمانده انتقال اجسام معلق بر مبناي الگوريتم برنامه‌ريزي پويا
عنوان به زبان ديگر :
Optimal Trajectory Generation to Residual Vibration Reduction of Transport Process based on Dynamic Programming Algorithm
پديد آورندگان :
اميني، سمانه دانشگاه فردوسي - دانشكده مهندسي - گروه مهندسي مكانيك، مشهد , اكبرزاده‌توتونچي، عليرضا دانشگاه فردوسي - دانشكده مهندسي - گروه مهندسي مكانيك، مشهد
كليدواژه :
نوسانات باقيمانده , مسير بهينه , الگوريتم برنامه‌ريزي پويا , روش شكل‌دهي ورودي
چكيده فارسي :
حذف نوسانات باقيمانده فرآيند انتقال اجسام معلق در حوزه حمل‌ونقل كاربرد فراواني دارد. در مطالعات گذشته روش‌هاي كنترلي متعددي به‌منظور كاهش نوسانات اتخاذ شده است. عدم مدل‌سازي ديناميكي دقيق، به‌كارگيري تجهيزات سنسوري و هزينه‌هاي بالاي طراحي سيستم‌هاي كنترلي تا حدي كارآيي اين روش‌ها را كاهش داده است. در مطالعه حاضر، مسير بهينه انتقال جسم با هدف حذف نوسانات انتهايي با استفاده از الگوريتم برنامه‌ريزي پويا توليد مي‌شود. الگوريتم بهينه‌سازي برنامه‌ريزي پويا يك روش محاسباتي است كه با تجزيه مساله به چندين زيرمساله، يك مسير بهينه را به‌صورت بازگشتي از توالي تصميمات كوچكتر طراحي مي‌كند. علاوه‌بر الگوريتم پيشنهادي، روش شكل‌دهي ورودي نيز براي توليد مسير بهينه به كار گرفته شد. در اين روش با اعمال دنباله‌اي از ضربات به يك مسير دلخواه انتقال و توليد مسير مطلوب، نوسانات باقيمانده كاهش مي‌يابد. شبيه‌سازي مسيرهاي بهينه در نرم‌افزار ادمز پياده‌سازي شده است. با توجه به نتايج شبيه‌سازي، به‌دليل عدم قطعيت‌هاي موجود در مدل‌سازي ديناميكي و در نتيجه ايجاد خطا در محاسبه پارامترهاي اساسي روش شكل‌دهي ورودي، الگوريتم برنامه‌ريزي پويا براي انتقال‌هاي سريع در سيستم‌هاي غيرخطي پيشنهاد مي‌شود. در بخش آزمايشگاهي نيز با اتصال يك آونگ به مجري نهايي ربات، ميزان نوسانات در انتهاي انتقال و مدت زمان اتمام نوسانات اندازه‌گيري شد. نتايج شبيه‌سازي نشان داده است با پياده‌سازي الگوريتم برنامه‌ريزي پويا، نوسانات باقيمانده در انتهاي فرآيند انتقال، كاهش بيشتري دارد. علاوه بر اين، مدت زمان لازم براي توقف كامل نوسانات جسم در اين الگوريتم به اندازه تقريباً 2 ثانيه نسبت به مسير دلخواه و 1 ثانيه نسبت به روش شكل‌دهي مسير كاهش يافته است
چكيده لاتين :
Residual vibrations suppression of suspended payload transporting has numerous applications
in the field of transporting. In previous studies, many control methods have been applied
to reduce vibrations. Imprecise dynamic modeling, using sensor equipment, and high-cost
designing of control systems decrease the performance of these methods. In the present study,
an optimal trajectory of payload transport by dynamic programming algorithm is generated
to reduce the residual swing. Dynamic programming algorithm is a computational technique
by which breaking the problem down into sub-problems, an optimal trajectory recursively is
executed with the sequence of sub-decision. In addition, input shaping method is applied to
create the optimal trajectory. In this technique, the residual vibration is reduced by convolving
an impulse sequence with a transport trajectory and consequently a desired trajectory
creating. The simulation of optimal trajectories has been done in EDMS software. Regarding to
the uncertainty of the dynamic modeling to which result error computational in input shaping
technique, the dynamic programming algorithm is suggested for rapid transport of nonlinear
systems. Experimental simulation section is carried out with connecting the pendulum to a
robot to measure the vibration in ending of the transport and the time needed after swing
stopping. Finally, the simulation results showed that the dynamic programming implementation
leads to the reduction of the residual swing in the ending of the transport more than the prior
method. Besides, the time needed for stop swing is 2 seconds lower than polynomial trajectory
and 1 second lower than input shaping.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
