تدوین سامانه حرکت ساز زمان واقعی مدل پیش بین با استفاده از سینماتیک معکوس سامانه حرکتی

نویسنده

دانشگاه آزاد ادانشکده مکاترونیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج سلامی واحد کرج

چکیده

در رویکردهای مرسوم تدوین سامانه‌های حرکت ساز، نقش سامانه حرکتی بصورت توصیف ساده‌ای از متغیرهای حالت فضای عملیاتی ظاهر می‌شود. چشم پوشی از سینماتیک معکوس غیرخطی سامانه حرکتی به عنوان بخش بنیادین در سامانه‌های حرکت ساز فرضی غیر واقعی است که در خصوص نتایج حاصله، گزارشی منتشر نشده است. در این مقاله طراحی روشمند سامانه حرکت ساز بر اساس سینماتیک معکوس غیرخطی سامانه حرکتی ارائه شده است. سامانه حرکت ساز مدل پیش بین زمان واقعی پیشنهادی، امکان باز تولید دقیق حس حرکتی ضمن محدود سازی موثر حرکت سکوی متحرک در فضای عملیاتی را دارد. در مقام بررسی عملکرد سامانه حرکت ساز پیشنهاد شده از مدل شبه خطی سینماتیک معکوس و مدل سینماتیک معکوس با بهره‌های ثابت در حالت خنثی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی‌های مقایسه‌ای، بوضوح نشان از قابلیت برتر رویکرد حرکت ساز معرفی شده در بهره گیری از فضای عملیاتی سامانه حرکتی با ایجاد حس حرکتی مناسب نسبت به دو روش دیگر بدون مواجه با مشکلات محاسباتی دارد.

کلیدواژه‌ها


  1. Reid, L.D., Nahon M.A. “Flight Simulation Motion-Base Drive Algorithms: Part 1. Developing and Testing Equations”, University of Toronto, 1985.
  2. Reid, L.D., Nahon M.A. “Flight Simulation Motion-Base Drive Algorithms. Part 3. Pilot Evaluations”, University of Toronto, 1986.
  3. Reid, L.D., Nahon, M.A. “Flight Simulation Motion-Base Drive Algorithms: Part 2. Selecting The System Parameters”, University of Toronto, 1986.
  4. Houck, J.A., Telban, R.J., Cardullo, F.M., Kelly, L.C. “Motion Cueing Algorithm Development: New Motion Cueing Program Implementation and Tuning”, NASA Langley Research Center, 2005.
  5. Chen, S.H., Fu, L.C. “An Optimal Washout Filter Design For A Motion Platform With Senseless And Angular Scaling Maneuvers”, IEEE American Control Conference (ACC), Baltimore, MD, USA, pp. 4295-4300, 2010.
  6. Baseggio, M., Beghi, A., Bruschetta, M., Maran, F., Minen, D. “An MPC Approach To The Design Of Motion Cueing Algorithms For Driving Simulators”, 14th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), Washington, DC, USA, pp. 692-697, 2011.
  7. Fang, Z., Kemeny, A. “Explicit MPC Motion Cueing Algorithm For Real-Time Driving Simulator”, 7th International IEEE in Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC), Harbin, China, pp. 874-878, 2012.
  8. Bruschetta, M., Maran, F., Beghi, A., Minen, D. “An MPC Approach to the Design of Motion Cueing Algorithms for a High Performance 9 DOFs Driving Simulator”, In Driving Simulation Conference, No. 12, Paris, France, pp. 1-7, 2014.
  9. Maran, F., Bruschetta, M., Beghi, A., Minen, D. “Improvement of an MPC-based Motion Cueing Algorithm with Time-Varying Prediction and Driver Behaviour Estimation”, DSC Europe, Germany, pp. 1-8, 2015.
  10. Maran, F., Bruschetta, M., Beghi, A. “Study of a Real-time, MPC Based Motion Cueing Procedure with Time-Varying Prediction for Different Classes of Drivers”, IEEE American Control Conference (ACC), Boston, MA, USA, pp. 1711-1716, 2016.
  11. Aminzadeh, M., Mahmoodi, A., Sabzehparvar, M. “Optimal Motion-Cueing Algorithm using Motion System Kinematics”, European Journal of Control, Vol. 18, No. 4, pp. 363-375, 2012.
  12. Garrett, N.J., Best, C.M. “Model Predictive Driving Simulator Motion Cueing Algorithm With Actuator-Based Constraints”, International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility, Vol. 51, No. 8, pp. 1151-1172, 2013.
  13. Pradipta, J., Sawodny, O. “Actuator Constrained Motion Cueing Algorithm for a Redundantly Actuated Stewart Platform”, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 138, No. 6, 2016.
  14. Beghi, A., Bruschetta, M., Maran, F., and Minen, D. “A Model-based Motion Cueing Strategy for Compact Driving Simulation Platforms”, Driving Simulation Conference, France, pp. 1-8, 2012.
  15. Taghirad, H.D. “Parallel Robots: Mechanics And Control”, CRC press, 2013.
  16. Harib, K., Srinivasan, K. “Kinematic and dynamic analysis of Stewart Platform-based Machine Tool Structures”, Robotica, Vol. 21, No. 5, pp. 541-554, 2003.
  17. Wang, L. “Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB”, Springer Science & Business Media, 2009.
  18. Bingul, Z., Karahan, O. “Dynamic Modeling and Simulation of Stewart Platform”, Serial and Parallel Robot Manipulators - Kinematics, Dynamics, Control and Optimization, INTECH Open Access Publisher, pp. 19-42, 2012.