ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة سرعة الاستجابة لنظام روبوت يقاد بمحركات تيار مستمر

Study of Robot system Response drive by DC motors

1438   2   27   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تنكب العديد من الأبحاث على دراسة أذرع الروبوتات و التحكم بها و قدرتها على إجراء عمليات الملاحقة وفقاً لنوع المحركات التي تتألف منها سواء محركات التيار المستمر أو المحركات الخطوية. بالإضافة إلى سرعة الاستجابة التي يتمتع بها كل نوع من أنواع هذه المحركات وفقاً للتركيب الفيزيائي الخاص به. يتألف الروبوت من مجموعة من الوصلات المصنوعة من مواد صلبة (تمثل أذرع الروبوت) مرتبطة فيما بينها بمجموعة من المحركات (تمثل المفاصل) و المجموع ككل يسمح له بالتحرك في الفراغ وفقا لعدد من درجات الحرية , و الهدف الرئيسي للروبوتات على اختلاف أنواعها العمل في مواقع معينة تشكل خطرا كبيرا على الإنسان (كالإشعاع و الحرارة العالية) أو العمليات التي تتطلب عددا كبيرا من حلقات التكرار. يهدف البحث لدراسة حركة ذراع روبوت عن طريق التحكم بحركة المحركات و استجابتها لملاحقة خط مرسوم اعتماداً على متحكم PID و ذلك للوصول إلى أقصى دقة استجابة للملاحقة عن طريق تعويض محددات الخطأ في رؤية الكاميرا التي يعتمد عليها الروبوت لرؤية الخط إذ أن جميع الكاميرات غير مثالية و تحتاج إلى معايرة calibration مسبقة, حيث تم تعويض هذه المحددات من أجل التحكم بثلاث محركات ضمن المحاور الإحداثية x,y,z.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة تحليل سرعة الاستجابة لنظام روبوت يقاد بمحركات تيار مستمر. يهدف البحث إلى دراسة حركة ذراع الروبوت عن طريق التحكم بحركة المحركات واستجابتها لملاحقة خط مرسوم باستخدام متحكم PID للوصول إلى أقصى دقة استجابة. يتم تعويض محددات الخطأ في رؤية الكاميرا التي يعتمد عليها الروبوت لرؤية الخط، حيث أن جميع الكاميرات غير مثالية وتحتاج إلى معايرة مسبقة. تم تعويض هذه المحددات للتحكم بثلاث محركات ضمن المحاور الإحداثية X, Y, Z. تم استخدام برنامج MATLAB لمحاكاة النظام، حيث تم التركيز على متابعة مركز الكاميرا وتعويض أي انحراف يحدث أثناء الحركة. أظهرت النتائج أن النظام تمكن من تخفيض الخطأ ورفع الدقة أثناء عملية الملاحقة، مع توصية باستخدام نظم معالجة عالية السرعة وكاميرات ذات معدلات تشويه منخفضة لتحسين الأداء.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: الدراسة تقدم تحليلاً شاملاً لنظام الروبوتات والتحكم بها باستخدام محركات التيار المستمر، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن تقديم مقارنة أوسع بين أنواع المحركات المختلفة وتأثيرها على أداء الروبوت. ثانياً، الدراسة اعتمدت بشكل كبير على المحاكاة باستخدام MATLAB، وكان من المفيد إجراء تجارب عملية لدعم النتائج النظرية. ثالثاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية مثل الحرارة والرطوبة على أداء النظام. وأخيراً، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر تفصيلاً حول كيفية تحسين النظام في التطبيقات العملية المختلفة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من الدراسة؟

    الهدف الرئيسي من الدراسة هو تحليل سرعة الاستجابة لنظام روبوت يقاد بمحركات تيار مستمر باستخدام متحكم PID للوصول إلى أقصى دقة استجابة لملاحقة خط مرسوم.

  2. ما هي الأدوات المستخدمة في محاكاة النظام؟

    تم استخدام برنامج MATLAB لمحاكاة النظام وتحليل أداء الروبوت.

  3. ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لتحسين أداء النظام؟

    توصي الدراسة باستخدام نظم معالجة عالية السرعة مثل شرائح Arduino وكاميرات ذات معدلات تشويه منخفضة لتحسين أداء النظام.

  4. ما هي العوامل التي تم تعويضها في الدراسة لتحسين دقة الروبوت؟

    تم تعويض محددات الخطأ في رؤية الكاميرا التي يعتمد عليها الروبوت لرؤية الخط، حيث أن جميع الكاميرات غير مثالية وتحتاج إلى معايرة مسبقة.


المراجع المستخدمة
Bob Williams, williar,-An Introduction to Robotics.Ohio University,2016
John J. Craig- Introduction to Robotics Mechanics and Control Third Edition 2005
John J. CraigSecond Editin-Introduction To Robotics , Mechanics and control, 1990
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير سرعة الدوران و شدة تيار المتحرض أو تيار التحميل لمحرك التيار المستمر المكروي في تيار التبديل فيه، و لاسيما في المرحلة الأخيرة منه التي يظهر خلالها الشرر الكهربائي على مجمع المحرك. ثم الوصول إلى نتيجة بخصوص علاقة زمن الشرر الكهربائي و شدته أو طاقته بسرعة دوران المحرك و بشدة تيار المتحرض. استند البحث إلى تجارب مخبرية خاصة، و توصل في نهايته إلى نتائج عملية مفيدة.
محرك الخطوة من أكثر المحركات المستخدمة في أنظمة التحكم عندما يراد التحكم بالحركة و الموضع معاً، و لعل المحرك الخطوي الهجين يعتبر من أهم هذه الأنواع ، و موضوع أنظمة التحكم الخاصة بعمل هذا النوع من المحركات يعتبر مهماً جداً خاصة مع استخدام مفهوم الأ تمتة في هذه الأيام، لذا فإن تصميم نموذجٍ لنظام التحكم و محاكاته باستخدام برنامج MATLAB يعد تطبيقاً عملياً لنظام التحكم بعمل المحرك الخطوي الهجين، و دراسة العوامل المؤثرة عليه ببساطة و سهولة و بتوفير للوقت و الجهد و الكلفة إضافة لإمكانية التأكد من صحة النتائج و دقتها.
تم في هذا العمل التعرف على بنية و آلية عمل محرك تيار مستمر لاتماسي، و عرض نموذج رياضي لمحرك لاتماسي ثلاثي الأطوار في فضاء الحالة، و تصميم مصحح تناسبي تكاملي بناء عًلى هذا النموذج، كما تم تمثيل ومحاكاة النموذج ضمن بيئة Matlab/Simulink حيث تمت دراسة أداء المنظومة و تحليل إشاراتها، بالإضافة لدراسة أداء المصحح التناسبي التكاملي على مجالٍ واسعٍ من السرعات في حالة اللاحمل و دراسة تأثير إضافة عزم حمل خارجي على أداء المصحح، و إضافة عزم حمل خارجي أثناء مرحلة العمل.
يعرض القسم النظري مبدأ عمل دارة تحكم بالموقع باستخدام محرك تيار المستمر نظرا لأن المحرك المستمر هو العنصر الأساسي الذي يقوم بدوران بزاوية معينة و بالتالي نقل الحركة إلى علبة السرعة التي تقوم بتخفيض سرعة دوران المحرك للتحكم بالمقاومة المتغيرة التي تقوم بضبط التوتر Vb لكي يصبح مساويا للتوتر Vr . يعرض القسم العملي النتائج التي تم التوصل إليها .
يشكل تخطيط المسار تحدياً كبيراً أمام إيجاد روبوتات متنقلة ذكية. و يعتبر إيجاد المسار المناسب الخالي من الاصطدامات، و بأقل زمن معالجة و طول مسار ممكن من القضايا البحثية الملّحة حالياً. و تعد طريقة شجرة البحث العشوائي السريعة RRTRapidly exploring rando m trees من أسرع الطرق التي تقوم بإيجاد مسار مناسب للروبوت كما أنها طريقة سهلة حسابياً و يمكن تطبيقها في بيئات متعددة الأبعاد. يستعرض هذا البحث خوارزمية RRT و يقدم تطبيقاً لتخطيط مسار حركة روبوت تفاضلي وفق هذه الخوارزمية في بيئتي عمل مختلفتين باستخدام محاكي الروبوتات V-rep. بيّن هذا البحث قدرة الخوارزمية على إيجاد مسار مناسب خلال زمن معالجة قصير نسبياً، كما أظهر قدرة المحاكي V-rep على نمذجة و محاكاة ثلاثية الأبعاد لحركة الروبوت المتنقل بكفاءة و سلاسة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا