به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب aghil yousefi-koma

  • میثم فرج الهی*، حامد پوریاولی، عقیل یوسفی کما

    با پیشرفت صنعت رباتیک در دهه های اخیر، یکی از این توانایی ها که تا کنون کمتر به آن توجه شده ولی ازضروری ترین توانایی های بشری است، حس لامسه است. توانایی ای که به هیچ وجه با دیگر قابلیت ها از جمله پردازشتصویر، جبران نمی شود. در این مقاله به طراحی و ساخت یک نمونه حسگر لامسه با ظاهری شبیه به بند انگشت انسانارایه شده است. این انگشت از یک بدنه صلب داخلی)استخوان(و یک پوشش منعطف کشسان)پوست(ساخته شدهاست. فضای مابین بدنه و پوشش با یک سیال پر شده و با یک مجرا به یک فشارسنج راه می یابد. زمانی که پوست بهجسم خارجی تماس پیدا کند، متناسب با شدت تماس، تغییر شکل داده و سیال محبوس تحت فشار قرار می گیرد.افزایش فشار، با بالا رفتن ولتاژ خروجی فشارسنج قرایت می شود. سطح خارجی پوست دارای طرح های برجسته استکه به هنگام لغزش پوست بر روی جسم خارجی تولید امواج ارتعاشی در سیال می کند. حسگر ساخته شده توانستتست های تکرار پذیری و حساسیت را به خوبی بگذراند.

    کلید واژگان: حسگر لامسه, فشار سیال, ربات, انگشت ربات, لغزش}
    Meisam Farajollahi*, Hamed Pouriayevali, Aghil Yousefikoma

    Recent progress in robotic industry has increased efforts on robot ability enhancement to use them in factories and services instead of labors and human workers. One of the important ability which plays an important role to reach this aim, is tactile sensation which is not compensated by other ability including image processing. In this paper, a robot fingertip with tactile sensation is designed and fabricated which has a configuration very close to human fingertip for griping or other robotic applications. This fingertip consists of rigid body and elastic flexible cover which the area between these two parts is filled with a fluid which is connected to the pressure sensor. When the elastic cover which plays a skin role, touch the external body, regarding to the speed and amplitude of touch, the reaction of the cover is transferred to the fluid and also pressure sensor. Pressure sensor sense the pressure change and convert this to the output voltage which is detectable by designed electrical circuit. Outer layer of the elastic cover is corrugated to increase sensitivity of the sensor. The fabricated tactile sensor was tested to verify its performance in different experiments which was in good agreement with our expectation.

    Keywords: Tactile sensor, Fluid pressure, Robot, Robot fingertip, sliding}
  • Hamid Basaeri, Mohamadreza Zakerzadeh *, Aghil Yousefikoma, Nafise Faridi Rad, Mohammad Mahdavian
    In this paper, hysteretic behavior modeling, system identification and control of a mechanism that is actuated by shape memory alloy (SMA) wires are presented. The mechanism consists of two airfoil plates and the rotation angle between these plates can be changed by SMA wire actuators. This mechanism is used to identify the unknown parameters of a hysteresis model. Prandtl–Ishlinskii method is employed to model the hysteresis behavior of SMA actuators, and then, a self-tuning fuzzy-PID controller is designed based on the obtained model and implemented experimentally on the mechanism. The process of designing the controller has been implemented based on the model which results in compensating time and price. Self-tuning fuzzy-PID controller is applied to the closed control loop in order to control the position of the morphing wing. The performance of the controller has been investigated under different input signals including square and sinusoidal waves, and the results show the proper effectiveness of the method.
    Keywords: Hysteresis Modeling, Fuzzy-PID Control, SMA Actuator}
  • حسین شاهی، عقیل یوسفی کما*، مجید محمدی مقدم
    در این مقاله رویکردی متفاوت در طراحی کنترلر ادمیتانس برای ربات های برون پوش کاربر-محور در مواجهه با اغتشاشات محیطی پیشنهاد می گردد. از آنجا که در این دسته از ربات ها، مسئله حفظ تعادل مجموعه ربات و انسان بر عهده کاربر است، لذا علاوه بر نیروی تعاملی، اغتشاشات محیطی که به ربات وارد می شوند نیز می بایست مورد توجه قرار گیرد. تاکنون رویکردهای کنترلی پیشنهاد شده فارغ از پرداختن به این مسئله، صرفا تمرکز خود را بر روی ارائه یک رابطه دینامیکی مناسب مابین نیروی تعاملی و حرکت ربات قرار داده اند. این مسئله می تواند در برخی موارد سبب ایجاد مشکل برای کاربر در ارائه واکنشی مناسب نسبت به اغتشاش وارده و برهم خوردن تعادل مجموعه گردد. در این مقاله به ارائه راهکاری برای کنترل همزمان نیروی تعاملی و اغتشاش پرداخته و کنترل های ترکیبی برپایه کنترلرهای کلاسیک ادمیتانس و امپدانس برای کنترل ربات پیشنهاد می گردد. بدین منظور، برخلاف رویه های معمول، از کنترل امپدانس به عنوان لایه کنترلی سطج پایین در کنترلر ادمیتانس استفاده می گردد. به منظور ارزیابی عملکرد کنترلرهای پیشنهادی در مقایسه با دیگر کنترلرهای مرسوم، شبیه سازی ای بر روی پای یک ربات برون پوش که در فاز آویزان قرار دارد انجام می پذیرد. نتایج نشان می دهد برخلاف کنترلرهای رایج که هر یک در ارائه پاسخ کنترل شده نسبت به اغتشاش محیطی ناتوان ظاهر می گردند، رویکردهای کنترلی پیشنهادی می توانند در عین ارائه عملکرد مطلوب در غیاب اغتشاش، در مواجهه با آن نیز عملکردی مطلوب برپایه یک دینامیک مرجع داشته باشند.
    کلید واژگان: کنترل ادمیتانس, کنترل امپدانس, ربات برون پوش کابر-محور, نیروی تعاملی, اغتشاش محیطی}
    Hossein Shahi, Aghil Yousefi Koma *, Majid Mohammadi Moghadam
    In this paper, a new design approach for an admittance control method is presented to deal with the environmental disturbances for user-in-charge exoskeletons. Since the challenge of maintaining the stability of the robot and the human is met by the user, environmental disturbances as a set of external forces should be considered. However, the proposed control methods have already ignored the issue and focused on presenting a desired dynamic relation between the interaction forces and the robot motion. This paper aims to find a control solution to maintain the desired behavior of the classical controllers in response to the interaction forces as well as to deal with disturbances properly. For this purpose, a control structure is developed by substituting an impedance control method for the low-level layer of an admittance controller. A simulation on an exoskeleton leg is conducted to evaluate the performance of the proposed controller in comparison with the classical control methods for user-in-charge exoskeletons. In contrast to conventional control methods, the results shows that the proposed controller can deal with both the interaction forces and the disturbances properly as the consequence of establishing different dynamic mappings for each of them.
    Keywords: Admittance Control, Impedance Control, User-in-charge Exoskeleton, Interaction Force, Environmental Disturbance}
  • آرمین احرامپوش، عقیل یوسفی کما *، سید موسی آیتی، سعید محتسبی
    در این مقاله یک الگوریتم دو مرحله ای برای کنترل مایوالکتریک تناسبی بازوی ربات انسان نمای سورنا 3 ارائه می شود که از ترکیب نقاط قوت روش های کنترلی مطرح در این حوزه یعنی کنترل الگو محور و کنترل همزمان تناسبی برای افزایش دقت تخمین ها استفاده می کند. هدف از این تحقیق، ارائه یک واسط کاربری انسان-ربات می باشد که بین فعالیت های الکتریکی ماهیچه ای که به سیگنال های الکترومایوگرام معروف هستند و زوایای درجات آزادی مفصل شانه متناظر با این ماهیچه ها نگاشتی ایجاد کند. در مرحله اول از این الگوریتم، با استفاده از الگوریتم آنالیز تفکیک مربعی و الگوریتم رای اکثریت، درجه آزادی فعال در هر لحظه شناسایی می شود. در این مقاله الگوریتم های طبقه بندی معروف در حوزه کنترل مایوالکتریک به همراه بردار مشخصه هایی متشکل از مشخصه های حوزه های زمان و فرکانس برای رسیدن به روش طبقه بندی آنالیز تفکیک مربعی با دقت بالای 97% و یک بردار مشخصه برتر بررسی شده اند. در مرحله دوم، با استفاده از نتیجه مرحله اول، یک شبکه عصبی با تاخیر زمانی در ورودی از بین چهار شبکه آموزش دیده برای هر چهار کلاس حرکتی مفصل شانه انتخاب می شود. این شبکه برای تخمین زاویه متناظر با سیگنال الکترومایوگرام همان درجه آزادی بکار می رود. مدل شبکه عصبی و آنالیز تفکیک در ابتدا با استفاده از داده های خارج ازخط آموزش می بینند و با استفاده از داده های برخط تست می شوند. دقت بدست آمده از تخمین زوایا مفاصل در حالت خارج ازخط و برخط و شبیه سازی مقاومت این روش در برابر تعدادی اغتشاش خارجی، حاکی از پیشرفت چشمگیری در این حوزه می باشد.
    کلید واژگان: رابط کاربری انسان-ربات, کنترل مایوالکتریک تناسبی بالاتنه, آنالیز تفکیک مربعی, شبکه عصبی با تاخیر زمانی در ورودی}
    Armin Ehrampoosh, Aghil Yousefi-Koma *, Moosa Ayati, Seyed Saeid Mohtasebi
    This paper proposes a two phase strategy for proportional myoelectric control of Surena 3 humanoid robot which benefits from strength of two common myoelectric control methods, Pattern recognition base and simultaneous proportional control, for improving joint angle estimation. The aim of this research is to present a human-robot interface to create a mapping between electrical activities of muscles known as electromyogram (EMG) signals and kinematics of corresponding motion. First phase concerns with motion classification using Quadratic Discriminant Analysis (QDA) and Majority Voting (MV). Several common motion classification algorithms and feature vectors including time domain and frequency domain futures were investigated which lead to QDA and a superior feature vector with more than 97% classification accuracy. The second phase concerns with continuous angle estimation of shoulder joint motion classes using Time Delayed Artificial Neural Network (TDANN) with overall accuracy of 90% R2. QDA serves as a high level controller which decides between four TDANN correspond to each shoulder motion classes. QDA and TDANN models trained with several sets of offline data and were tested with online dataset. Online and offline data estimation accuracy and model robustness against disturbances show a significant improvement compared to similar methods in this field.
    Keywords: Human-Robot Interaction, Upper limb proportional myoelectric control, Quadratic Discriminant Analysis, Time delayed Artificial Neural Network}
  • میلاد شفیعی آشتیانی، عقیل یوسفی کما، حسین کشاورز، سید مجتبی واردی کولایی
    در این مقاله، حل سینماتیک مستقیم ربات موازی 3-آرپی اس برای اولین بار با استفاده از ترکیب یک روش عددی (روش استروسکی) و روش نیمه تحلیلی هوموتوپی کانتینیوشن انجام شده است. ویژگی اصلی روش پیشنهادی، سرعت همگرایی بالای آن می باشد که قابلیت حل بلادرنگ مسئله سینماتیک مستقیم ربات ها را امکان پذیر می سازد. در ربات موردنظر، مفاصل دورانی در هر بازو محرک هستند و معادله سینماتیک مستقیم ربات منتج به یک سیستم سه معادله و سه مجهول به شدت غیرخطی میشود. در این پژوهش از روش استروسکی-هوموتوپی کانتینیوشن برای حل معادلات سینماتیک مستقیم این ربات استفاده شده است. از دیگر مزایای این روش علاوه بر سرعت بالا، می توان به مستقل بودن از انتخاب مقادیر اولیه و یافتن تمام پاسخ های معادلات بدون واگرایی به وسیله ی تغییردادن توابع هوموتوپی اشاره کرد. مثال عددی و شبیه سازی برای حل معادلات سینماتیک مستقیم ربات موازی 3-آرپی اس منتج به7 پاسخ حقیقی میشود. نتایج نشان میدهد که این روش نسبت به دیگر روش های هوموتوپی از جمله روش نیوتون-هوموتوپی کانتینیوشن بسیار سریع تر میباشد بگونه ای که زمان محاسبات را بین 77-97 درصد کاهش میدهد. در نتیجه برای کاربردهای بلادرنگ که سرعت حل و دقت روش اهمیت بالایی دارد، مانند مسائل جلوگیری از برخورد با موانع و یا جلوگیری از تکینگی بسیار مفید است.
    کلید واژگان: سینماتیک مستقیم, بازوی ماهر موازی, ربات 3-آرپی اس, استروسکی -هوموتوپی کانتینیوشن}
    Milad Shafiee Ashtiani, Aghil Yousefi-Koma, Hossein Keshavarz, S. Mojtaba Varedi Koulaie
    In this paper, the forward kinematics of a parallel manipulator with three revolute-prismatic-spherical (3RPS), is analyzed using a combination of a numerical method with semi-analytical Homotopy Continuation Method (HCM) that due to its fast convergence, permits to solve forward kinematics of robots in real-time applications. The revolute joints of the proposed robot are actuated and direct kinematics equations of the manipulator leads to a system of three nonlinear equations with three unknowns that need to be solved. In this paper a fast and efficient Method, called the Ostrowski-HCM has been used to solve the direct kinematics equations of this parallel manipulator. This method has some advantages over conventional numerical iteration methods. Firstly, it is the independency in choosing the initial values and secondly, it can find all solutions of equations without divergence just by changing auxiliary Homotopy functions. Numerical example and simulation that has been done to solve the direct kinematic equations of the 3-RPS parallel manipulator leads to 7 real solutions. Results indicate that this method is more effective than other conventional Homotopy Continuation Methods such as Newton-HCM and reduces computation time by 77-97 % with more accuracy in solution in comparison with the Newton-HCM. Thus, it is appropriate for real-time applications.
  • Ehsan Maani Miandoab, Hossein Nejat Pishkenari, Aghil Yousefi-Koma, Farid Tajaddodianfar, Hassen Ouakad *
    In this paper, the dynamic response of resonating nano-beams is investigated using a strain gradient elasticity theory. A nonlinear model is obtained based on the Galerkin decomposition method to find the dynamic response of the investigated beam around its statically deflected position. The mid-plane stretching, axial residual stress and nonlinear interaction due to the electrostatic force on the deflected beam are included in the proposed nonlinear beam model. Comparing the beam natural frequency using strain gradient theory with experimental data shows an excellent agreement among both approaches. The normalized natural frequency is shown to be increasing nonlinearly with the decrease of the applied DC voltage as well as beam thickness. The results also reveal that increasing the tension axial stress increases the natural frequency; however its influence decreases when decreasing the beam thickness. To investigate the effect of AC actuation voltage on the beam resonant frequency, a Lindstedt-Poincare based perturbation method is utilized and validated by comparison with experimental data. The results show that increasing the AC actuation voltage makes the beam stiffer by increasing its resonant frequency.
    Keywords: NEMS, Nano, resonator, Strain gradient elasticity theory, Size effect}
  • عارف نظری، عقیل یوسفی کما *، سید سعید محتسبی، سعید ظهوری، مهدی صفا
    به مطالعه تجهیزات دوار که دارای رفتار ارتعاشی در راستای محور چرخش هستند دینامیک ماشین های دوار گفته می شود. تجهیزاتی از قبیل موتور، توربین، کمپرسور و ژنراتور در این طبقه بندی جای می گیرند. مطالعه رفتار ارتعاشی این سازه ها و تخمین رفتار آن ها در دورهای متفاوت منجر به شناسایی نقاط بحرانی و جلوگیری از واماندگی این قطعات بخصوص در خستگی دور بالا می گردد. دیسک پره دار مورد مطالعه در این پژوهش مربوط به ردیف اول کمپرسور یک موتور توربینی می باشد. این دیسک پره دار یکپارچه و از جنس آلیاژهای آلومینیوم می باشد که به روش ماشین کاری ساخته شده است. در این پژوهش مدل سازی عددی این دیسک پره دار به روش تقارن محوری در نرم افزار انسیس صورت گرفته و شکل مودهای سازه بر اساس قطرهای گره ای استخراج شده است. در گام بعدی تست آنالیز مودال تجربی با اندازه گیری 58 نقطه بر روی این دیسک پره دار انجام شده است و ماحصل کار استخراج قطرهای گره ای به صورت تجربی می باشد. در پایان نتایج عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شده است. نوآوری این طرح در نحوه استخراج کامل قطرهای گره ای دیسک پره دار می باشد که در صحه گذاری مدل عددی بسیار کارآمد بوده است.
    کلید واژگان: دیسک پره دار, قطر گره ای, آنالیز مودال تجربی, تقارن محوری}
    Aref Nazari, Aghil Yousefi Koma *, Seyed Saeid Mohtasebi, Saeed Zohoori, Mahdi Safa
    Rotor dynamics is known as the study of vibrational behavior in axially symmetric linear rotating structures. Devices such as engines, turbines, compressors and generators are located in this category. Study of vibrational behavior of these structures in different rotational velocities yields to recognition of critical points and preventing failures, especially high cycle fatigue. The case study of the present paper is a bladed disk used in the first stage of compressor of a gas turbine engine. The material of machined integrated bladed disk is aluminum alloy. The simulations have been done by ANSYS finite element software. By using the cyclic symmetry module of ANSYS the nodal diameter mode shapes of structure have been obtained. In the next step, experimental modal analysis test has been done by measuring 58 points on the bladed disk and the nodal diameters have been obtained experimentally. Finally, experimental and simulation results have been compared to each other. The novelty of this paper is the experimental procedure of obtaining nodal diameter of a bladed disk, which is so useful in verification of numerical simulation.
    Keywords: Bladed Disk, Nodal Diameter, Experimental Modal Analysis, Axial Symmetry}
  • میلاد شفیعی آشتیانی، عقیل یوسفی کما، مسعود شریعت پناهی، مجید خدیو
    هدف از این مقاله ارائه الگوریتمی برای بازیابی تعادل ربات انسان نما در حضور اغتشاشات ناشناخته شدید بر روی سطوح تماسی کوچک است. انسان با بزرگ شدن اغتشاش وارده به ترتیب از سه استراتژی مچ پا، لگن و گام برداری برای بازگرداندن تعادل خود بهره می برد. در شرایطی که اغتشاش وارده بزرگ باشد و شرایط محیطی اجازه گام برداری را ندهد، و یا زمانی که ربات بر روی سنگ و یا قطعه ای می ایستد، سطح تکیه گاهی پا کوچک می شود، انسان با بهره گیری از اثر دوران بالاتنه تعادل خود را حفظ می کند. در این راستا، روشی الهام یافته از رفتار انسان بر اساس کنترل پیش بین به منظور کنترل نقطه مهار ارائه می شود. الگوریتم پیشنهادی با بهینه سازی بلادرنگ ممنتم دورانی بالاتنه، قادر است بدون گام برداری تعادل ربات را در حضور اغتشاشات شدید و در شرایطی که چندضلعی تکیه گاهی به یک نوار نازک کاهش یافته است، حفظ کند. روش پیشنهادی با هدف کنترل نقطه مهار از گشتاور مچ پا به منظور تنظیم مکان نقطه گشتاور صفر زمانی که نقطه مهار درون چندضلعی تکیه گاهی است بهره می برد و در شرایطی که نقطه مهار بیرون از چندضلعی تکیه گاهی است از تغییر ممنتم دورانی بالاتنه به منظور تنظیم مکان نقطه لولای ممان مرکزی، به صورت بهینه بهره می برد. نتایج شبیه سازی های صورت گرفته در سناریوهای مختلف بر اساس ویژگی های ربات سورنا 3 است که شایستگی الگوریتم مورد نظر را تائید می کند.
    کلید واژگان: ربات انسان نما, بازیابی تعادل, کنترل پیش بین مبتنی بر مدل, نقطه مهار}
    Milad Shafiee Ashtiani, Aghil Yousefi Koma, Masoud Shariat Panahi, Majid Khadiv
    In this paper a push recovery controller for balancing humanoid robot under severe pushes for situation that contact surface is small is presented. Human response to progressively increasing disturbances can be categorized into three strategies: ankle strategy, hip strategy and stepping strategy. The reaction of human to external disturbances in the situations that contact surface is small or stepping is not possible is generating upper body angular momentum. In this way in this paper, a single model predictive controller scheme is employed to controlling the capture point by modulating zero moment point and centroidal moment pivot. The proposed algorithm is capable of recovering balance of humanoid robot under severe pushes without stepping in situation that contact surface is shrunked to a strip. The goal of the proposed controller is to control the capture point, employing the centroidal moment pivot when the capture point is out of the support polygon, and/or the zero moment point when the capture point is inside the support polygon. The merit of proposed algorithm is shown successfully in different simulation scenarios using characteristic of SURENA III humanoid robot.
    Keywords: Humanoid robot, Push Recovery, Model Predictive Control, Capture point}
  • مهیار اشکواری، عقیل یوسفی کما*، مسعود شریعت پناهی، حسین کشاورز
    با توجه به ضرورت افزایش کارائی نسل های جدید ربات های انسان نما، در این مقاله، به منظور افزایش سرعت حرکت ربات انسان نما سورنا3، یک مکانیزم انتقال قدرت برای تحریک مفصل مچ پیشنهاد شده و انرژی مصرفی در مکانیزم پیشنهادی و پیشین مورد مطالعه قرار گرفته است. در مکانیزم پیشنهادی، موتورهای محرک مفصل مچ به لینک ساق پا منتقل شده اند و به منظور ایجاد حرکت دورانی مچ حول محور طولی، از ترکیب تسمه-پولی و هارمونیک درایو و برای دوران مچ حول محور عرضی، از مکانیزم رولراسکرو استفاده شده است. جهت صحه گذاری بر روند طراحی، نتایج شبیه سازی حرکت ربات با داده های تجربی مقایسه شده اند و در نتیجه این روند، مدل دینامیکی با تقریب خوبی با مدل واقعی ربات مطابقت پیدا کرده است. سپس، به منظور ایجاد طراحی مسیر پایدار ربات، از الگوریتم فراابتکاری ژنتیک برای بهینه سازی پارامترهای موثر حرکت ربات براساس تابع هدفی که ماکزیمم گشتاور مفصل زانو را حداقل می کند، استفاده شده است. این فرآیند بهینه سازی در حرکت مستقیم الخط ربات بر روی سطح صاف اعمال شده و در نتیجه این روند، پارامترهای طراحی مسیر بهینه برای مکانیزم پیشنهادی به نحوی بدست آمده اند که منجر به کاهش گشتاورهای مفاصل پائین تنه ربات نسبت به ربات سورنا3 شده اند. همچنین، مکانیزم پیشنهادی با کاهش جرم کف پا، استفاده از موتورهای سبک تر و نیز رسیدن به سرعت های بالاتر برای ربات را ممکن می سازد.
    کلید واژگان: ربات انسان نما, مکانیزم تحریک مفصل مچ, گشتاور مفاصل, الگوریتم ژنتیک}
    Mahyar Ashkvari, Aghil Yousefi Koma *, Masoud Shariat Panahi, Hossein Keshavarz
    Due to necessity of increasing performance in new generations of the humanoid robots, in this paper, a novel power transmission mechanism to actuate the ankle joint of a humanoid robot is presented in order to increase the motion speed of SURENAIII humanoid robot. Also, the energy consumption of the proposed and the previous mechanisms are studied. In the proposed mechanism, the actuators of the ankle joint are located in the shank link. Then, a combined timing belt-pulley and a harmonic drive module are exploited for power transmission for the pitch joint. Also, the roll joint drive has employed a roller screw. In order to validate the design procedure, the simulation results of the robot are compared with the experimental data. The results reveal that the dynamic model is fairly matched to the real behavior of the robot. Also, the revolutionary genetic algorithm is employed to optimize the effective path planning parameters with respect to the minimum knee joint torque. This optimization procedure which is employed in robot walking on flat terrains consist of straight motion, ensures the robot's stability. As a result, the optimal path planning parameters for proposed mechanism are obtained in such a way that has decreased the actuating torques of lower-body of SURENAIII. Also, the proposed mechanism can achieve using lighter motors and getting the robot faster by means of mass reduction of foot.
    Keywords: Humanoid Robot SURENAIII, Ankle Joint Actuation Mechanism, Knee Joint Torque, Genetic Algorithm}
  • محمد مهدی کشاورزی، عقیل یوسفی کما *، امیر نجات، سید سعید محتسبی
    مدل سازی دقیق ، امری ضروری برای سازه های طراحی شده در جریان گذر صوتی می باشد. در این پژوهش به شبیه سازی عددی پدیده های آیروالاستیک به صورت استاتیکی برای سازه های تغییر شکل پذیر در جریان گذر صوتی پرداخته می شود. در جریان گذرصوتی، ناپایداری های فراوانی برای سیستم های آیرودینامیکی به وقوع می پیوندد. این ناپایداری ها باعث غیر خطی شدن محاسبات در محیط سیال و سازه می شود. با توجه به گسترش روش های عددی و همچنین پیشرفت تکنولوژی، هزینه های محاسباتی کاهش یافته و لذا شبیه سازی با کیفیت بالا قابل دستیابی است. در این مقاله شبیه سازی آیروالاستیک در جریان گذر صوتی (عدد ماخ 0.96) بر روی بال مرسوم آگارد 445.6 انجام شده است. این شبیه سازی شامل تحلیل مودال، حل استاتیکی سیال و بررسی رفتار الاستیک سازه می باشد. در قسمت اول با استفاده از تحلیل مودال، چهار فرکانس طبیعی اول و شکل مودهای مربوطه با داده های مربوط به محققان قبلی مقایسه گردید وهندسه ی مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، با استفاده از حل یک طرفه استاتیکی، نیروهای فشاری ایجاد شده در هنگام عبور سیال از روی بال، باعث ایجاد تغییر شکل در سازه می شود. در بخش نتایج، ضرایب فشار اعمالی به سازه با یکدیگر و همچنین با نتایج موجود شبیه سازی های محققان قبلی مقایسه شده و جابه جایی های اعمال شده توسط این نیرو های فشاری نیز گزارش گردید. همچنین با توجه به تغییر شکل های بوجود آمده بر روی سازه، ضرایب فشار برای هر مرحله محاسبه و گزارش گردیده است. در این پژوهش با افزایش تعداد مراحل برای حل به صورت یک طرفه، جابه جایی ها کاهش یافته و سازه به پایداری استاتیکی خود نزدیک شده است.
    کلید واژگان: آیروالاستیک, اندرکنش سیال و سازه, دینامیک سیالات محاسباتی, جریان گذر صوتی, آگارد 445, 6}
    Mohammad Mehdi Keshavarzi, Aghil Yousefi Koma *, Amir Nejat, Seyed Saeed Mohtasebi
    Precise modeling has great importance in systems which are designed to work in transonic regions. The scope of current investigation includes numerical simulation of static aeroelastic phenomena of deformable structures in transonic regimes. Transonic flow brings lots of instabilities for aerodynamic systems. These instabilities bring nonlinearity in flow and structure solvers. Due to improvements in numerical methods and also enhancement in computing technologies, computational costs reduced and high-fidelity simulations are more applicable. Simulations in this paper are done in transonic flow (M = 0.96) on the benchmark wing AGARD 445.6. The procedure includes modal analysis, steady flow simulation and investigation of structure’s elastic behavior. At the first phase, the geometry model is validated by modal analysis with regards to comparison of first four natural frequencies and corresponding mode shapes. Then, a loose or staggered coupling is used to analyze aeroelastic behavior of the wing. In each simulation step, imposed pressure on the surfaces of the wing caused by transonic flow regime, deforms the structure. In the results section, a comparison between imposed pressure coefficients in each step with the existing literature and experimental results are reported. Also, pressure coefficients in each steps are calculated and reported. In this investigation by using multiple steps in one-way fluid-structure analysis, deformations are reduced in each step and as a result, the structure reached its static stability point.
    Keywords: Aeroelasticity, Fluid, Structure Interaction, Computational Fluid Dynamic (CFD), Transonic Flow, AGARD 445.6}
  • پیام نوری زاده، عقیل یوسفی کما*، موسی آیتی
    در این مقاله به کنترل بهینه ربات زمینی چرخدار غیرهولونومیک براساس کنترل کننده LQG پرداخته شده است. به دلیل غیرخطی بودن معادلات سینماتیکی حاکم بر این ربات ها، کنترلگرهای غیرخطی نقش مهمی را در کنترل آن ها برعهده دارد. در این مقاله پارامترهای معادلات سینماتیکی حاکم به کمک روش های شناسایی سیستم ها و براساس داده های آزمایش استخراج شده است. مدل های گسسته خطی در پارامتر در نظر گرفته شده و مرتبه بهینه ی مدل و کارایی مدل با کمک آزمون های آماری بدست آورده شده است. پارامترهای مدل با روش حداقل مربعات (LS) و نحوه همگرایی پارامترهای مدل با روش حداقل مربعات بازگشتی (RLS) با ضریب فراموشی تخمین زده شده اند. با استخراج و صحت سنجی مدل گسسته خطی با داده های آزمایش عملی، امکان طراحی کنترلگرهای خطی میسر گردیده اند. بدین منظور کنترلگر بهینه LQG برای ردیابی مسیر هدف توسط ربات زمینی چرخدار طراحی شده که در آن با کمک تخمین گر کالمن، امکان تخمین بخشی از متغیرهای حالت که در دسترس نبوده اند، میسر گردیده است. به کارگیری کنترلگر خطی بهینه به همراه شناسایی سیستم، موجب سادگی و کاهش حجم محاسبات در مقایسه با کنترلگرهای غیرخطی گردیده است. در نهایت کنترلگر طراحی شده در محیط نرم افزار متلب- سیمولینک شبیه سازی شده است و نتایج نشان دهنده کارایی مناسب کنترلگر در ردیابی مسیر مطلوب می باشد.
    کلید واژگان: ربات زمینی چرخدار, شناسایی سیستم ها, حداقل مربعات بازگشتی, کنترلگر LQG, تخمین گر کالمن}
    Payam Nourizadeh, Aghil Yousefi Koma*, Moosa Ayati
    In this paper, designing optimal linear controller for non-holonomic wheeled mobile robots based on Linear Quadratic Gaussian (LQG) controller is considered. Parameters of the governing kinematics equation of motion are derived based on system identification techniques by using real experimental data. The autoregressive moving average-exogenous input (ARMAX) models are taken into account. The least square (LS) algorithm is utilized to estimate the parameters of the model. Thereafter, optimal model order and the performance of the model are determined using several statistical analyses. Also, the recursive LS (RLS) with forgetting factor is employed to demonstrate the convergence of the model parameters. Verification of discrete linear model implies the possibility of using the linear controllers. Therefore, the optimal LQG controller for wheeled mobile robots is designed to track the reference trajectory. The Kalman observer is used to estimate un-measurable states of the robot. Furthermore, the optimal linear control together with system identification techniques yields simpler controller than nonlinear controllers. Designed controller and verified model are simulated using the MATLAB-Simulink software. Results show the effectiveness of the controller in tracking the desired reference trajectory.
    Keywords: Mobile robot, System identification, Recursive least square, LQG controller, Kalman observer}
  • محمد علی محمدی، عقیل یوسفی کما*، مراد کریم پور، احسان معانی میاندوآب
    در این مقاله، رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیر کلاسیک گرادیان کرنشی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی و سوزن متصل به انتهای آن به صورت یک جرم متمرکز مدل سازی شده است. میکروتیر از طریق یک المان پیزوالکتریک متصل به انتهای گیردار تحریک شده و معادله مشتقات جزئی غیرخطی حاکم بر سیستم براساس تئوری اویلر-برنولی استخراج شده است با اعمال روش های جداسازی و گلرکین، به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل می شود. در بسیاری از مطالعات تجربی مشاهده شده است هنگامی که ابعاد سازه تا ناحیه میکرون و زیر میکرون کاهش یابد، اثر اندازه در رفتار دینامیکی این میکرو ساختارها نقش پیدا می کند. تئوری کانتینیوم کلاسیک به خاطر چشم پوشی از اثر اندازه، دارای دقت پایینی در پیش بینی رفتار مکانیکی ابزارهای نانو می باشد، به همین دلیل دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک در تحلیل رفتار دینامیکی میکروتیر دیدگاه متفاوتی دارند. در این مقاله، ناحیه پایداری میکروتیر به صورت تحلیلی و عددی به دست آمده و با مقایسه نتایج مشخص گردید که این دو روش با هم تطابق دارند. تفاوت بین تحلیل های ارائه شده در رفتار دینامیکی میکروتیر توسط دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک با رسم نمودارهای گوناگونی نشان داده شده است. مشخص می شود که در نظر گرفتن اثر اندازه، ماهیت مسئله دینامیکی را به کلی تغییر می دهد و ممکن است در حالیکه تئوری کلاسیک رفتاری پایدار برای میکروسکوپ پیش بینی می کند، اثر اندازه باعث وقوع پایداری دوگانه شود. نتایج به دست آمده در این مقاله برای طراحی و تحلیل میکروسکوپ-های اتمی بسیار کارا می باشند.
    کلید واژگان: میکروتیر, سوزن, پیزوالکتریک, اویلر, برنولی, گلرکین, گرادیان کرنشی}
    Mohammad Ali Mohammadi, Aghil Yousefi Koma *, Morad Karimpour, Ehasn Maani Miandoab
    In this paper, the dynamic behavior of atomic force microscope (AFM) based on non-classical strain gradient theory was analyzed. For this aim atomic force microscope micro-beam with attached tip has been modeled as a lumped mass. Micro-beam has stimulated via a piezoelectric element attached to the end of clamped and non-linear partial differential equation of the system has extracted based on Euler-Bernoulli theory and to be converted into ordinary differential equation by using Galerkin and separation method. The classic continuum theory because of lack of consideration size effect that has been observed in many experimental studies, has little accuracy in predicting the mechanical behavior of Nano devices. In this study, the stability region of micro-beam are determined analytically and validated by comparison with numerical results. Difference between presented analysis in dynamic behavior of micro-beam by classic and non-classic theories has been shown with variety of diagrams. It is clear that consideration the size effect changes the dynamical behavior of the problem completely and it is possible while classical theory predicts stable behavior for microscope the size effect is caused bi-stability. The results in this paper are very useful for the design and analysis of atomic force microscope.
    Keywords: Micro, beam, Tip, Piezoelectric, Euler, Bernoulli, Galerkin, Strain gradient}
  • مصطفی اسلامی، عقیل یوسفی کما *، مجید خدیو
    هدف از این مقاله، بهبود مدل پاندول معکوس، برای طراحی مسیر بلادرنگ ربات های دوپا است. در این راستا، یک مدل بر اساس پاندول معکوس سه جرمه پیشنهاد می شود و دقت تخمین این مدل با مدل پاندول معکوس سه جرمه و تک جرمه مقایسه می شود. مدل پیشنهادی، با اضافه کردن تقریبی از لنگر پای معلق به مدل پاندول معکوس سه جرمه، تخمین رفتار دینامیکی ربات را بهبود می بخشد. برای نشان دادن کارایی مدل پیشنهادی، مسیر مرکز جرم ربات با استفاده از سه مدل، بر اساس نقطه گشتاور صفر طراحی شده، بدست می-آید. سپس، با استفاده از سینماتیک معکوس، مسیرهای فضای کاری به فضای مفصلی نگاشت داده می شوند. در نهایت، با استفاده از مسیرهای به دست آمده در فضای مفصلی، موقعیت دقیق نقطه گشتاور صفر محاسبه شده و مقادیر بدست آمده از سه مدل با هم مقایسه می شود. نتایج بدست آمده از شبیه سازی حرکت ربات، نشان از بهبود تخمین دینامیک ربات با استفاده از مدل پیشنهادی نسبت به مدل های تک جرمه و سه جرمه، به خصوص در سرعت های بالا، دارد. مدل ارائه شده، براساس ویژگی های ربات سورنا 3 بوده که این ربات در مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته(CAST) دانشگاه تهران طراحی و ساخته شده است.
    کلید واژگان: ربات انسان نما, طراحی مسیر بلادرنگ, مدل پاندول معکوس سه جرمه}
    Mostafa Eslami, Aghil Yousefi Koma *, Majid Khadiv
    In this paper, to improve the accuracy of the one-mass and three-mass inverted pendulum models, which have been used for generating real-time walking patterns for biped robots, we propose a novel model based on the three-mass inverted pendulum. The proposed model employs an approximation of moment of inertia of the swing leg to improve the accuracy of the three-mass inverted pendulum in estimating dynamic behavior of the robot. In order to show significance of the proposed model, trajectories for the Center of Mass (CoM) are obtained using the three models, based on a desired ZMP trajectory. The task space trajectories, then, are mapped into the joint space, using inverse kinematics. Having the joint space variables, the actual ZMPs for the three obtained walking patterns are computed and compared. This comparison well shows merit of the proposed model in estimating dynamic behavior of the robot, especially for walking with relatively high speeds. The kinematic and dynamic properties of the models in this paper are based on the humanoid robot SURENA III, which has been designed and fabricated in the Center of Advanced System and Technologies (CAST), university of Tehran.
    Keywords: Humanoid Robot, Real, Time Pattern Walking Generation, Three, Mass Inverted Pendulum Model}
  • Hamed Habibi, Aghil Yousefi Koma, Ahmad Sharifian
    Research on wind turbine technologies have focused primarily on power cost reduction. Generally, this aim has been achieved by increasing power output while maintaining the structural load at a reasonable level. However, disturbances, such as wind speed, affect the performance of wind turbines, and as a result, the use of various types of controller becomes crucial.
    This paper deals with two adaptive fuzzy controllers at full load operation. The first controller uses the generated power, and the second one uses the angular velocity as feedback signals. These feedback signals act to control the load torque on the generator and blade pitch angle. Adaptive rules, derived from the fuzzy controller, are defined based on the differences between state variables of the power and angular velocity of the generator and their nominal values.
    The results, which are compared with verified results of reference controller, show that the proposed adaptive fuzzy controller in full load operation has a higher efficiency than that of reference ones, insensitive to fast wind speed variation that is considered as disturbance.
    Keywords: Adaptive fuzzy controller, Control strategy, Full load region, Wind turbine model}
  • مجید ساده دل، عقیل یوسفی کما*، فائزه ایرانمنش
    در پژوهش حاضر، اثرات افزودن پنجه فعال به یک ربات انسان نمای دو بعدی که دارای حرکات دورانی پاشنه و پنجه می باشد بررسی می گردد. در این راستا، ابتدا مسیر حرکت مفاصل مختلف ربات طراحی می شود. پس از طراحی مسیر، مدل دینامیکی ربات با استفاده از دو روش کین و لاگرانژ در فازهای مختلف حرکت استخراج می شود. همچنین صحت مدل دینامیکی استخراج شده، با استفاده از دو روش مختلف تایید می گردد. مدل ارائه شده، براساس ویژگی های ربات سورنا 3 بوده که این ربات در مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته دانشگاه تهران طراحی و ساخته شده است. پس از آن، فرایند بهینه سازی با اتخاذ دو تابع هدف مختلف انجام می شود. توابع هدف برگزیده شده در این مقاله، مربوط به مصرف انرژی و پایداری ربات می باشند. هدف از بهینه سازی، کمینه کردن میزان مصرف انرژی و بیشینه کردن پایداری ربات است. در نهایت نتایج حاصل از بهینه سازی و آنالیز پارامتری ربات ارائه می شود. نتایج ارائه شده نشان می دهد که در هر سرعت یک مقدار بهینه برای زوایای دورانی پاشنه و پنجه وجود دارد که به ازای این مقادیر بهینه، میزان مصرف انرژی ربات کمینه خواهد شد. همچنین این نتایج نشان می دهند که زاویه دورانی پاشنه تاثیری بر روی پایداری ربات ندارد و تنها زاویه دوران پنجه است که در پایداری ربات تاثیر گذار است. در نهایت به بررسی اثرات جرم و طول پنجه بر روی توابع هدف پرداخته می شود و نشان داده می شود که افزایش جرم پنجه موجب افزایش مصرف انرژی و پایداری ربات خواهد شد.
    کلید واژگان: ربات انسان نما, مفصل فعال پنجه, حرکات دورانی پاشنه و پنجه, بهینه سازی طراحی مسیر}
    Majid Sadedel, Aghil Yousefi Koma*, Faezeh Iranmanesh
    In this paper, the effects of the addition of an active toe joint on a 2D humanoid robot with heel-off and toe-off motions are studied. To this end, the trajectories of joints and links are designed firstly. After gait planning, the dynamic model of the humanoid robot in different phases of motion is derived using Kane and Lagrange methods. Then, the veracity of the derived dynamic model is demonstrated by two different methods. The under-study model, is in accordance with the features of SURENA III, which is a humanoid robot designed and fabricated at the Center of Advanced Systems and Technologies (CAST) located in University of Tehran. Afterward, the optimization procedure is done by selection of two different goal functions; one of them minimizes the energy consumption and the other maximizes the stability of the robot. At last, the obtained results are presented. According to the results, there is an optimum value for heel-off and toe-off angles in each velocity which minimizes the consumption of energy. The results also show that, the heel-off angle does not have any significant effects on the stability of the robot while increasing the toe-off angle improves the stability of motion. Finally, the effects of mass and length of the toe joint is inspected. These inspections suggest that heavier toe joints cause an increase in both energy consumption and stability of the robot while increasing the length of the toe joint does not have any effects on both goal functions.
    Keywords: Humanoid robot, Active toe joint, Heel, off, toe, off motions, Path planning optimization}
  • سید امیر حسین طباطبایی، عقیل یوسفی کما، سید موسی آیتی، سید سعید محتسبی
    با توجه به اهمیت سیستم های خلبان خودکار در هواپیماهای بدون سرنشین، در این مقاله ابتدا به طراحی پارامتری سیستم های هدایت و کنترل پرداخته شده و سپس روش بدست آمده بر روی یک ریزپرنده ی عملیاتی شش درجه آزادی غیرخطی پیاده سازی می گردد. سیستم کنترل پیشنهادی نظارتی فازی بوده که ضرایب نهایی آن به روش الگوریتم ژنتیک بهینه گشته اند. به منظور طراحی سیستم هدایت نیز، ابتدا الگوریتم های هندسی تعقیب مسیر میدان برداری و تعقیب هویج دو بعدی(ارتفاع ثابت)، به سه بعد تعمیم داده شده اند. سپس، سیستم هدایت سه بعدی بهینه شده تعقیب هویج فازی بر پایه ی ترکیب الگوریتم هندسی تعقیب هویج، منطق فازی و الگوریتم ژنتیک، برای یک ریزپرنده ی بال-ثابت ارائه گردیده است. اضافه شدن منطق فازی به روش تعقیب هویج موجود، عملکرد آن را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. در هر مانور پروازی خودکار، سیستم های کنترل و هدایت به طور همزمان بر عملکرد هواپیما تاثیر دارند. بنابراین، با در نظر گرفتن سیستم کنترل یکسان، مقایسه ی عملکرد سیستم های هدایت سه بعدی بر پایه ی هر سه روش تعقیب هویج، تعقیب هویج فازی و میدان برداری با حضور اغتشاش باد و بدون آن صورت گرفته است. نتایج حاکی از برتری روش تعقیب هویج فازی ارائه شده در این مقاله در حرکت افقی و روش میدان برداری تعمیم داده شده به بعد سوم ارتفاع در حرکت عمودی می باشد.
    کلید واژگان: کنترل نظارتی فازی, سیستم هدایت سه بعدی, الگوریتم تعقیب هویج فازی, الگوریتم میدان برداری, الگوریتم ژنتیک}
    Seyed Amir Hossein Tabatabaei, Aghil Yousefi Koma, Seyed Moosa Ayati, Seyed Saeid Mohtasebi
    Due to the importance of autopilot systems in Micro Aerial Vehicles (MAVs), in this paper first, parametric guidance and control systems are designed, and then they are implemented on a simulated nonlinear six-DOF MAV. The control system is fuzzy-supervisory which its gains are optimized using genetic algorithm. For designing the guidance system, first, two-dimensional (constant height) path following algorithms of vector field and carrot-chasing are developed to 3D algorithms. Then, an optimized 3D fuzzy carrot-chasing guidance system is presented using a combination of the carrot-chasing geometric algorithm, fuzzy logic, and genetic algorithm. Augmentation of the fuzzy logic to the carrot-chasing algorithm, improves its performance significantly. In any autonomous flight maneuver, guidance and control systems affect the performance of the aircraft, simultaneously. So, using a similar control system, the performance of the 3D carrot-chasing algorithm, 3D vector field method, and the proposed 3D fuzzy carrot chasing algorithms are compared with and without applying the wind external disturbance. Results have shown significant superiority of the proposed 3D fuzzy carrot-chasing approach in the horizontal plane of motion and the 3D vector field method in the vertical plane of motion.
    Keywords: Fuzzy supervisory control, three dimensional guidance system, fuzzy carrot, chasing algorithm, vector field algorithm, genetic algorithm}
  • حمید بصائری، محمدرضا ذاکرزاده، عقیل یوسفی کما*، سیدسعید محتسبی

    هدف از انجام این تحقیق، طراحی و مدل سازی یک بال شکل پذیر است که بتواند عملکرد پروازی وسایل نقلیه هوایی را بهبود بخشد. چالش های بسیاری در خصوص توسعه ی این قبیل بال ها وجود دارد. یکی از این چالش ها، انتخاب و یا طراحی مکانیزم تحریک برای تغییر شکل بال است. ازآنجایی که این بال ها باید به اندازه ی کافی سبک باشند تا بتوانند در شرایط پروازی عملکرد خوبی از خود به نمایش بگذارند، لذا لازم است از مکانیزم های تحریک مناسبی در طراحی آن ها استفاده شود. از طرفی، مواد هوشمند و علی الخصوص آلیاژهای حافظه دار، به عنوان دسته ای از مواد هوشمند، برای این کاربرد بسیار مناسب می باشند. لذا در این پژوهش از این مواد برای مکانیزم تحریک بهره گرفته شده است. برای نیل به این هدف، یک مکانیزم جدید به منظور به کارگیری در بال شکل پذیر توسعه داده شده است. مکانیزم ارائه شده به منظور استفاده در بال طراحی و ساخته می شود. این مکانیزم قابلیت ایجاد دو حرکت گال و سوئیپ را به بال می دهد. هم چنین ملاحظات لازم در خصوص طراحی بال با استفاده از مکانیزم پیشنهادی ارائه گردیده است. تحلیل های سیالاتی نشان می دهند عملکرد بال تغییر شکل یافته نسبت به بال تغییر شکل نیافته در رژیم های پروازی خاصی بهبود می یابد.

    کلید واژگان: بال شکل پذیر, مواد هوشمند, آلیاژ حافظه دار, طراحی, تحلیل آیرودینامیکی}
    Hamid Basaeri, Mohammad Reza Zakerzadeh, Aghil Yousefi Koma, Seyed Saeid Mohtasebi

    The scope of the current investigation incorporates the entire process involved in design and development of a Shape Memory Alloy (SMA) actuated wing intended to fulfill morphing missions. At the design step, a two Degree-of-Freedom (DOF) mechanism is designed that is appropriate for morphing wing applications. The mechanism is developed in such a way that it can undergo different two DOF, i.e. gull and sweep, so that the wing can have maneuvers that are more efficient. Smart materials commonly are selected as the actuators due to their suitable thermo-mechanical characteristics. Shape Memory Alloy (SMA) actuators are capable of providing more efficient mechanisms in comparison to the conventional actuators due to their large force/stroke generation, smaller size with high capabilities in limited spaces, and lower weight. As SMA wires have nonlinear hysteresis behavior, their modeling should be implemented in a meticulous way. In this work, after proposing a two DOF morphing wing, an aerodynamic analysis of the whole wing for unmorphed and morphed wings is presented. The results show that the performance of the morphed wing in special flight regimes is improved.

    Keywords: Morphing Wing, Smart Materials, Shape Memory Alloy, Design, Aerodynamic Analysis}
  • Majid Sadedel, Aghil Yousefi koma*, Faezeh Iranmanesh

    The main objective of this article is to optimize the walking pattern of a 2D humanoid robot with heel-off and toe-off motions in order to minimize the energy consumption and maximize the stability margin. To this end, at first, a gait planning method is introduced based on the ankle and hip joint position trajectories. Then, using these trajectories and the inverse kinematics, the position trajectories of the knee joint and all joint angles are determined. Afterwards, the dynamic model of the 2D humanoid robot is derived using Lagrange and Kane methods. The dynamic model equations are obtained for different phases of motion and the unknowns, including ground reactions, and joint torques are also calculated. Next, the derived dynamic model is verified by comparing the position of the ZMP point based on the robot kinematics and the ground reactions. Then, the obtained trajectories have been optimized to determine the optimal heel-off and toe-off angles using a genetic algorithm (GA) by two different objective functions: minimum energy consumption and maximum stability margin. After optimization, a parametric analysis has been adopted to inspect the effects of heel-off and toe-off motions on the selected objective functions. Finally, it is concluded that to have more stable walking in high velocities, small angles of heel-off and toe-off motions are needed. Consequently, in low velocities, walking patterns with large angles of heel-off and toe-off motions are more stable. On the contrary, large heel-off and toe-off motions lead to less energy consumption in high velocities, while small heel-off and toe-off motions are suitable for low velocities. Another important point is that for the maximum stability optimization, compared to minimum energy consumption optimization, more heel-off and toe-off motions are needed.

    Keywords: dynamic model, gait optimization, heel-off, toe-off motions, humanoid robot}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال