الدراسة الديناميكية والتحكم اللاخطي بروبوت تفرعي "دلتا" ذو ثلاثة أذرع دورانية

الملخص

يقدم هذا البحث كل من الدراسة الحركية العكسية والدراسة الديناميكية للروبوت التفرعي دلتا بثلاث درجات حرية ذو الأذرع الدورانية باستخدام الجبر الشعاعي ومع استخدام جداء لاغرانج لتقريب المعادلات للحصول على معادلات ديناميكية مبسطة، وذلك للاستفادة منها في دراسة وتصميم متحكم غير خطي وفق منهجية الخطوة الخلفية Back stepping للتحكم بموضع النهاية المنفذة للروبوت دلتا. تم إجراء مقارنة بين النموذج الديناميكي المبني في برنامج Matlab والنموذج الميكانيكي المبني في برنامج Solidworks والتحقق من النتائج وفقاً لمبدأ الحفاظ على الطاقة والتي أظهرت تقارب لقوى المحركات وتقارب سلوك كلا النموذجين مع وجود تفاوت بسيط بينهما. تم تطبيق إشارة ذات شكل دائري كإشارة دخل مرجعية لموضع النهاية المنفذة للروبوت على محوري الاحداثيات X,Y وتطبيق إشارة ثابتة كإشارة مرجعية بالنسبة للموضع على محور الاحداثيات الشاقولي Z، واستخدام منهجية تخطيط المسار عن طريق إضافة مسار للإشارة المرجعية لتحسين آلية وصول الروبوت إلى المسار الدائري المطلوب. تمت مناقشة النتائج وإجراء المحاكاة باستخدام بيئة المحاكاة Matlab\Simulink، أوضحت نتائج المحاكاة الأداء الديناميكي العالي عند استخدام متحكم الخطوة الخلفية حيث أن النهاية المنفذة تلاحق المسار المرغوب بشكل دقيق مع وجود خطأ أعظمي لانحراف النهاية المنفذة عن المسار بمقدار0.09mm  وزمن استقرار بمقدار 0.4 ثانية.