فهرست مطالب نویسنده:
shahram hadian jazi
-
این مقاله فرمولاسیون جدیدی برای کنترل فضای وظیفه، با حضور قید مرکز حرکت متحرک (RCM)، در جراحی های کم تهاجمی ریاتیکی ارائه می دهد. در جراحی های کم تهاجمی در نقطه ورود ابزار جراحی به داخل بدن (نقطه تروکار)، حرکت جانبی در سطح بدن وجود ندارد و ابزار جراحی تنها می توانند در داخل بدن نفوذ نمایند یا حول محور خود چرخش نمایند. به منظور جلوگیری از آسیب به بافت بدن، در روش های کنترل فعال RCM، با اعمال قانون کنترلی مناسب از حرکت جانبی در نقطه ورود به بدن جلوگیری شود. قانون کنترلی استخراج شده در این مقاله، با در نظر گرفتن قید RCM در سینماتیک ربات، فضای وظیفه در سطح سینماتیک را به گونه ای کنترل می کند که خطای فضای وظیفه به طور نمایی به صفر همگرا شود و از عدم ایجاد حرکت جانبی در نقطه تروکار اطمینان حاصل کند. بعلاوه، از فضای پوچ ربات به منظور بهینه سازی عملکرد ربات در دو بخش استفاده شده است که می توان محدوده موقعیت RCM را کنترل کرد و معیار ماهریت ربات را بهینه ساخت. در ادامه، روش پیشنهادی در این مقاله با یکی از روش های رایج در منابع، مقایسه شده است. به منظور ارزیابی فرمولاسیون ارائه شده، یک ربات صفحهای 5 درجه آزادی همراه قید نقطه تروکار شبیه سازی شده و نتایج مقاله مورد تصدیق قرار گرفته است.کلید واژگان: جراحی کم تهاجمی رباتیکی, جراحی کم تهاجمی, مرکز حرکت متحرک, سینماتیک ربات, ماتریس ژاکوبین مقیدThis paper presents a novel formulation for controlling the task space of the robot with the Remote Center of Motion (RCM) constraint in Minimally Invasive Surgery (MIS). In MIS it is usually required to prevent any lateral motion at the point at which the robot enters the body, called the incision point or the trocar. Therefore, the surgical tool is only allowed to penetrate inside the body or rotate around its axis to avoid more injuries to the patients body. The proposed control law considers the RCM constraint at the kinematic level and the convergence of the task space error and regulation of RCM constraint are satisfied, simultaneously. Moreover, the null space of the robot is also exploited effectively within the framework to perform two additional tasks which can limit the RCM movement and optimize the manipulability measure of the robot. A comparative study is finally performed between the proposed approach and a well-known approach used in the literature. To evaluate the efficiency of the approach, a planar robot with 5 degrees of freedom with the trocar constraint is simulated and the results is verified successfully.Keywords: Minimally Invasive Robotic Surgery, Minimally Invasive Surgery, Remote Center of Motion, Robot Kinematics, Constrained Jacobian Matrix
-
این مقاله یک سیستم کنترل نرو فازی جدید را برای کنترل بازوهای مکانیکی ماهر صلب-انعطاف پذیرارایه می دهد. ارتقاء عملکرد کنترل کننده فازی و هوشمند سازی در واحدهای فازی ساز و غیر فازی ساز، از اهداف مورد نظر این تحقیق هستند. سیستم کنترل پیشنهادی شامل کنترل کننده فازی در قسمت پسخورد و شبکه عصبی در قسمت پیشخورد است. شبکه وظیفه تخمین دینامیک معکوس دستگاه و نیز تولید فرمان کنترلی را به عهده دارد. به روز رسانی ضرایب وزنی شبکه، با استفاده از خروجی قسمت فازی و بر روی خط انجام می شود. از طرفی برای هوشمند سازی واحد فازی ساز، از دو شبکه عصبی بازگشتی پویا استفاده شده است. شبکه ها وظیفه تنظیم ضرایب اصلی توابع عضویت را در کنترل کننده فازی به عهده دارند. ورودی این شبکه ها خطا و نرخ تغییر خطا هستند و وزن های آنها با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا انجام می شود. جهت تصدیق و کارآمدی روش ارایه شده، شبیه سازی برای بازوی مکانیکی ماهر با سه رابط که رابط انتهایی انعطاف پذیراست، انجام شده است. پاسخ سیستم به ورودی پله و ورودی سینوسی بطور مجزا برای کنترل کننده فازی و کنترل کننده پیشنهادی به دست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. مقایسه و بررسی های انجام شده، نشان از کارآمدی روش ارایه شده دارد.کلید واژگان: بازوی مکانیکی انعطاف پذیر_ کنترل کننده نروفازی, شبکه عصبی بازگشتی پویاThis paper presents a new Neuro-fuzzy control system to control rigid-flexible manipulators. Enhancing the performance of fuzzy controller and intelligence in fuzzy and non-fuzzy units are the goals of this research. Proposed control system includes a fuzzy controller in the feedback and a neural network is the feed-forward. The network has the responsibility of estimating the inverse dynamic of device and then, the production of control command. Updating weighting coefficients of network is done on line using the fuzzy controller output. On the other hand, two dynamic recurrent neural networks are used for making fuzzy unit intelligent. Networks are responsible for regulating the main factors of membership functions in the fuzzy controller. The input of these networks is error and error change rate and their weights are done by using an error back-propagation algorithm. To verify the effectiveness of the proposed method, simulation is conducted for skilled manipulators with three interfaces which the end interface is flexible. System responses to step input and sinusoidal input are separately obtained for fuzzy controllers and proposed controller and compared. Comparison and studies indicate the effectiveness of the provided method.Keywords: Flexible Manipulator, Neuro, fuzzy Controller, Dynamic Recurrent Neural Network
-
مکان یابی و نقشه برداری هم زمان یکی از مسائل بنیادی در رباتیک است و تا کنون الگوریتم های بسیاری ازجمله الگوریتم نقشه برداری سریع که بسیار پرکاربرد است و الگوریتم نقشه برداری سریع بدون ردیابی که جدیدتر است، برای حل این مسئله به کار گرفته شده اند. اگرچه در مقایسه های علمی، عملکرد این الگوریتم بهتر از الگوریتم سریع ارزیابی شده است، هنوز ظرفیت های بررسی نشده زیادی در رابطه با این الگوریتم وجود دارد. لذا در این مقاله به موضوع ارایه اصلاحات برای بهبود الگوریتم سریع بدون ردیابی و بررسی عملکرد آن پرداخته شده است. یکی از راه های افزایش دقت تخمین موضع ربات، مقایسه و تطبیق دو اندازه گیری متوالی و اصلاح موضع ربات به نحوی که بهترین تطابق میان دو اندازه گیری برقرار شود، است. این روش که انطباق پویشی نامیده می شود برای بهبود عملکرد الگوریتم ها موثر بوده ولی تاکنون برای الگوریتم سریع بدون ردیابی مورد آزمون قرار نگرفته است.
در این مقاله برای اولین بار از ترکیب الگوریتم سریع بدون ردیابی با انطباق پویشی برای مکان یابی و نقشه برداری هم زمان استفاده می شود. برای ارزیابی تاثیر انطباق پویشی، این الگوریتم روی دو مجموعه داده لیزر به دست آمده در محیط شبیه سازی و آزمایش های عملی، پیاده سازی و نتایج با حالت بدون انطباق پویشی مقایسه می شوند. نتایج مقایسه نشان می دهند که افزودن انطباق پویشی به الگوریتم سریع بدون ردیابی، دقت تخمین مسیر و دقت نقشه را به مقدار قابل ملاحظه ای بهبود می دهد. همچنین با بهبود سرعت الگوریتم انطباق داده، زمان اضافی لازم برای انجام انطباق پویشی جبران شده و سرعت کلی الگوریتم سریع بدون ردیابی بهبود یافت.کلید واژگان: مکان یابی و نقشه برداری هم زمان, الگوریتم سریع بدون ردیابی, لیزر, انطباق پویشیSimultaneous localization and mapping (SLAM) is a fundamental problem in autonomous robotic. Many algorithms have been exploited to solve this problem, among these algorithms, FastSLAM is one of the most widely used and Unscented FastSLAM is one of the newest. Although in several scientific researches it is stated that Unscented FastSLAM outperforms FastSLAM, there are still unexamined potentials regarding Unscented FastSLAM. Therefore, this paper seeks to improve the overall performance of Unscented FastSLAM.
Map accuracy and quality directly depend on the accuracy of localization and observations. In SLAM algorithms, robot pose is predicted using motion model, and then corrected using the difference between map features and recently observed features. Accuracy of pose estimation may improve by comparing two sequential observations and modifying robot pose to result in best match between them. This method is called scan matching and has been successfully combined with FastSLAM algorithm and some other SLAM algorithms not including Unscented FastSLAM.
Therefore, this paper seeks to investigate the performance of Unscented FastSLAM combined with scan matching. Simulation results show that combining Unscented FastSLAM with scan match significantly improves accuracy of localization and mapping.Keywords: Simultaneous localization, mapping, Unscented FastSLAM algorithm, Laser, Scan Matching -
در این مقاله یک الگوریتم کنترلی غیرخطی تطبیقی برای یک سیستم چندوظیفه ای ارائه می شود. این روش با تعریف و تحلیل یک سیگنال فیلتر شده مناسب برای خطا و براساس اولویت های از پیش تعیین شده برای ربات، در حضور عدم قطعیت های پارامتری قانون کنترلی مناسب را ارائه می دهد. به منظور بسط الگوریتم در حالت وظایف شامل کنترل زاویه در فضای وظیفه از بازخورد کواترنیون استفاده شده است. پایداری مجانبی سیستم و همگرایی خطای تعقیب مسیر وظیفه اصلی و وظایف با اولویت های پایین تر با تکیه بر آنالیز لیاپانوف حاصل شده است. با استفاده از آنالیز انجام شده امکان استفاده از کنترلرهای غیرفعال[1] بدون جبران سازی دینامیک سیستم در قالب سیستم های چنداولویتی فراهم شده است. الگوریتم های ارائه شده در این مقاله در محیط های شبیه سازی با ربات های چهار و هفت درجه آزادی تصدیق شده است.کلید واژگان: کنترل چنداولویتی, کنترل تطبیقی, فضای پوچ, بازخورد کواترنیونA nonlinear adaptive control algorithm for a multi-task redundant manipulator is developed in this paper. The method considers the parametric uncertainties in the system and defines a proper filtered error signal according to the allocated priority. Based on this error analysis, the asymptotic stability and convergence of the tracking error, both for the main task as well as the sub-tasks are shown using Lyapunov approach. In order to extend the algorithm for the case of orientation control in the operational task, quaternion feedback has been exploited, and the stability is shown. The results of the paper are verified in several simulations on 4DoF planar arm as well as 7DoF KUKA lightweight robot arm.Keywords: Multi-priority control, Nonlinear adaptive control, Null space, Quaternion feedback
-
علم کنترل حرکت یکی از شاخه های جذاب تحقیقاتی است که در آن محققین به دنبال بررسی ساز و کار سیستم اعصاب مرکزی در زمینه طراحی حرکات هستند. شناخت سیستم اعصاب مرکزی در طراحی حرکت، می تواند کمک شایانی به علم توان بخشی و شناخت اختلالات حرکتی ایفا کند. محققین برای این منظور مدل های مختلفی ارائه داده اند که این مدل ها به دو دسته مدل های مبتنی بر بهینه سازی و مدل های مبتنی بر داده تقسیم می شوند و هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در سال های اخیر و به منظور برطرف کردن معایب مدل های قبلی، مدلی سلسله مراتبی و مدولار برای طراحی مسیر حرکات انسان ارائه شده است. این مدل توانایی خود را در طرح ریزی حرکت در قبال شرایط محیطی مختلف نشان داده است. در مقاله حاضر، توانایی این مدل در طراحی حرکت برخاستن از صندلی، به عنوان یک حرکت پیچیده و روزمره، مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات انجام شده نشان می دهد مدل مذکور توانایی مناسبی در طراحی مسیر در حضور شرایط محیطی ترکیبی ندارد. به همین منظور در مقاله حاضر اصلاحاتی به منظور ارتقا مدل پیشنهاد شده است. برای ارزیابی مدل، ابتدا در آزمایشگاه اسکلتی و عضلانی، حرکت برخاستن از صندلی تحت شرایط محیطی مورد نظر ثبت و سپس حرکات ثبت شده با نتایج حاصل از طراحی مسیر انجام شده توسط مدل اصلاح شده مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد عملکرد مدل در قبال شرایط محیطی ترکیبی مناسب است. دقت محاسباتی بالای مدل و وجود شواهد رفتاری و نوروفیزیولوژیکی فراوان، می تواند تایید کننده این فرضیه باشد که سیستم اعصاب مرکزی نیز از یک ساختار مدولار و سلسله مراتبی در طراحی حرکات بهره می برد.
کلید واژگان: طراحی حرکت, ساختار سلسله مراتبی و مدولار, حرکت برخاستن از صندلی, شرایط محیطیComputer modeling of human behavior is an interesting branch in motor control science and it has attracted many researchers in the neuroscience and bioengineering field. Having a good perception of the role of Central Nervous System (CNS) and its strategies in planning and controlling of human movements will improve the bioengineering topics such as rehabilitation protocols and sport techniques. In present research a computer simulation of CNS's performance in designing the Sit-to-Stand transfer is developed. The mention simulation is based on decomposition hypothesis. Decomposition hypothesis sates that the CNS decomposes a complicated movements to several simpler phases. According to this hypothesis a modular and hierarchical movement planner (MHMP), which has been recently presented, is modified to describe the function of CNS in planning the Sit-to-Stand different phases under combination of different environmental conditions. The performance of the modified MHMP is evaluated with experimental captured motion. The results show that the original MHMP has a good performance in planning the motion phases under single environmental condition but it fails under a combination of different conditions, while the modified MHMP shows good performance in such cases.Keywords: Motor Control, Modular, hierarchical structure, Sit, to, Stand transfer, Environmental Condition -
در این تحقیق سعی بر آن است تا با پردازش داده های حاصل از اندازه گیری گشتاورهای خمشی و پیچشی پره پروانه بالگرد در حین افزایش سرعت دورانی پروانه، نمودار نحوه تغییر فرکانس های طبیعی پروانه بر حسب سرعت دورانی آن به دست آید. این گشتاورها به کمک مجموعه هایی متشکل از چند کرنش سنج اندازه گیری شده اند. با توجه به ماهیت ناپایای سیگنال های حاصل از اندازه گیری، تبدیل زمان کوتاه فوریه به عنوان روشی مناسب جهت پردازش و تحلیل زمان- فرکانسی این سیگنال ها انتخاب شده است. سیگنال های گشتاور تحت تحلیل زمان- فرکانسی قرار گرفته و نحوه تغییر محتوای فرکانسی آنها با زمان به دست می آید. آنگاه به کمک سیگنال اندازه گیری شده برای سرعت دورانی پروانه، نمودار نحوه تغییر محتوای فرکانسی سیگنال های گشتاور با سرعت دورانی حاصل می شود. با تشخیص بیشینه های نسبی این نمودار می توان فرکانس های تشدید را که در واقع فرکانس های طبیعی پروانه هستند به دست آورد.
برای پروانه مورد تست، فرکانس های طبیعی با استفاده از روش محاسباتی هولتزر- میکل استاد نیز به دست آمده و از نتایج آن جهت تشخیص انتساب بعضی از فرکانس های طبیعی به مود های مربوطه استفاده شده است.
کلید واژگان: تحلیل ارتعاشی, پروانه بالگرد, تبدیل زمان کوتاه فوریه, گشتاورهای سازه ای, نمودار کمپلThe main effort of this work is on acquiring the Campbell diagram of a helicopter main rotor by processing the signals measured for the bending and torsional structural moments of its blade. These moments are gathered by some sets of strain gauges while increasing the blade rotational speed. Because of the non-stationary nature of these signals، the Short Time Fourier Transform (STFT) is chosen as the relevant processing method and applied to the moment signals. The result is the moment''s spectral content variation versus time. Combining the measured rotational speed signal with the results of time-frequency transform، moment spectral content variation versus rotational speed is acquired. By determining the local maxima of this diagram، it is possible to determine the resonance frequencies which are in fact the natural frequencies. Natural frequencies of the rotor under the test have been calculated using computational Holtzer-Myklestad method which then used to find the assignment of some of natural frequencies to corresponding natural modes.Keywords: Vibration analysis, Helicopter Main rotor, Short time Fourier transform, structural moments, Campbell diagram -
در این مقاله با در نظر گرفتن امکان لغزش بین پنجه یک ربات و جسم در حین گرفتن جسم، کنترل تطبیقی تعقیب مسیر برای حمل جسم روی زمین توسط یک ربات تک انگشتی مورد بررسی قرار گرفته است. این سیستم، نمونه مناسبی برای بررسی روش های مختلف تحلیل مانند طراحی کنترل کننده ها در سیستم رباتهای همکار در حمل و انجام عملیات مختلف روی اجسام می باشد. در این تحقیق به منظور یکسان سازی معادلات مربوط به تماس اصطکاکی که از نوع معادلات نامساوی هستند با بقیه معادلات سیستم که از نوع معادلات مساوی هستند، فرمول بندی جدیدی برای مدل کردن شرایط تماس اصطکاکی ارائه شده است و با استفاده از این فرمول بندی جدید، دو کنترل-کننده تطبیقی مختلف معرفی شده است. این کنترل کننده ها ضمن اینکه لغزش های ناخواسته ایجاد شده در سرپنجه ربات را کنترل می کنند، حرکت جسم روی مسیر از پیش تعیین شده را نیز کنترل کرده و همزمان پارامترهای نامعین موجود در سیستم را تخمین می زنند. با این تفاوت که کنترل کننده اول جرمهای نامعین سیستم و کنترل کننده دوم ضرایب اصطکاک را تخمین می زنند. نتایج شبیه سازی ارائه شده در این مقاله،کارایی کنترل کننده های معرفی شده را تایید می کنند.
کلید واژگان: لغزش ناخواسته, کنترل تطبیقی, تماس اصطکاکیIn this study, considering slippage between a robot end-effector and an object, adaptive control of a one-finger hand manipulating an object is explored. This system is a good sample to develop different techniques such as grasp analysis, grasp synthesis, stability analysis and designing different types of controller for cooperative manipulator systems. Due to the presence of inequality equations in frictional point contact modeling, a novel formulation is developed to replace the equality and inequality equations with a single second order differential equation with switching coefficients. Introducing this new friction contact model, an input-output conventional form is derived using the equality and inequality equations of motion of the system. Using this new form of motion equations, two adaptive controllers with simple update laws are proposed that both of them ensure the asymptotic convergence of the object position tracking as well as slippage control while compensating the system uncertainties. The first controller compensates the uncertain masses of the manipulator links and the object while the second one compensates the uncertain coefficients of friction. Numerical simulation is utilized to evaluate performance of the proposed controllers.Keywords: Undesired Slippage, adaptive control, Frictional Contact -
There have been many researches on object grasping in cooperating systems assuming no object slippage and stable grasp and the control system is designed to keep the contact force inside the friction cone to prevent the slippage. However undesired slippage can occur due to environmental conditions and many other reasons. In this research, dynamic analysis and control synthesis of a cooperating system, considering slipping conditions are performed. Equality and inequality equations of the frictional contact conditions are replaced by a single second order differential equation with switching coefficients in order to facilitate the dynamical modeling and control synthesis. Using this new modeling of friction, a conventional approach in grasping control is modified and presented to control any undesired slippage of the end-effectors on the object.Keywords: cooperating systems, grasping, slippage control, frictional point contact
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.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.