Modeling and Implementation of Robotic Arm. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (Portable Document Format (PDF) with all the titles, sections, subsection, equations, figures, and references are all crossrefered using the hyperref comman.)
MS_Thesis_Amin_g201302850.pdf - Published Version Download (5MB) | Preview |
Arabic Abstract
علم دراسة الإنسان الآلي هو علم متعدد الجوانب، مما يجعله يتطلب تكامل المعرفة والوسائل من مجالات مترابطة كالميكانيكا والإلكترونات والتحكم. الأمر الذي يجعل علم دراسة الإنسان الآلي منطقة غنية بالبحوث من ناحية علم الحركة المجردة، علم دراسة القوى، والسيطرة. نعرض في في غضون هذه الرسالة نمذجة و تطبيق الذراع الآلي (إستنتاج العلاقات الرياضة الحاكمة وتطبيقها على الذراع الآلي المجسم ). تمت نمذجة و تتطبيق ذراع آلي موجود يحتوي على محرك عند القاعدة، عند ثلاث وصلات دوارنية أخرى وعند الماسك . أولاً، مسألة علم الحركة العكسية تم حلها وتطبيقها على الذراع المتاح حيث تم إدخال الزوايا المختلفة المحسوبة في مسألة علم الحركة العكسية عن طريق البرمجة بلغة جافا. بعد ذلك اتم إستنباط العلاقات الرياضية الحاكمة، التي تعتبر أساسية لعملية السيطرة. بعد ذلك تم تطبيق إستراتيجيات تحكم/سيطرة من نوع المسيطر التناسبي-التكاملي-التفاضلي و التغذية الرجعية الخطية لتقييد حركة الذراع الآلي. علاةً على ذلك، تمت مُحَاكَاة الذراع الآلي بإستخدام صندوق الأدوات لعلم الإنسان الآلي بناءً على برنامج الماتلاب لاإختبار حركة المنطومة. تم تحليل ومناقشة النتائج المتوصلة. بعد ضبط معاملات المتحكم التناسبي-التكاملي-التفاضلي بإستخدام تقنية التطور التفاضلية، تم عرض السلوك المتحَّكم بمعدل تخطي، زمن طلوع، وزمن إستقرار محسَّنة. طرية التغذية الرجعية الخطية، من ناحية أخرى، نتجت في آداء معقول لكل من سيطرة الموضع النقطي وسيطرة المسار.
English Abstract
Robotics is a multidisciplinary subject that requires an integration of different techniques from related disciplines such as mechanics, electronics and control, that makes robotics a rich area of research, in terms of kinematics, dynamics and control. In this work, modeling and implementation of robotic arms are considered. An existing robotic manipulator having a servo at the base, at three other turning joints and at the gripper is modeled and implemented. First, inverse kinematics problem is solved and applied to the available manipulator, where different joint angles calculated via inverse kinematics are fed through Java programming. Then the dynamic model of the robot arm, that is essential for control, is derived. After that, control schemes, namely PID and feedback linearization, to restrain the motion of the manipulator are applied. Furthermore, simulation of the robotic arm by the robotics toolbox for Matlab is considered to test the motion of the system. The obtained results are discussed and analyzed. After tuning the parameters of the PID control by the differential evolution technique, the controlled behavior of the manipulator is presented with improved overshoot, rise and settling times. The feedback linearization scheme, on the other hand, results in reasonable performance for both position and trajectory tracking controls.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Engineering Mechanical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering |
| Committee Advisor: | Sunar, Mehemt Sunar |
| Committee Members: | Hassan, Mahir Hassan and Vaqar, Sayyid Anas Vaqar |
| Depositing User: | AMIN ABDELGADER MOHAMMED (g201302850) |
| Date Deposited: | 10 Jun 2015 05:20 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:46 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139628 |