Nonlinear dynamic analysis and optimal trajectory planning of a high-speed macro-micro manipulator

این مقاله مدلسازی پویای غیرخطی و برنامه ریزی مسیرهای بهینه را برای ماکرو میکرو دستکاری بر پایه خمشی ارائه می دهد که به وظایف در مقیاس بزرگ و با سرعت بالا اختصاص دارد. به طور خاص، یک ماکرو میکرو دستکاری از یک موتور سروو، بازوی سفت و یک میکروپروپیلر سازگار متمرکز شده است. علاوه بر این، هر دو لولای خمشی و پرتوهای انعطاف پذیر در نظر گرفته می شوند. با ترکیب روش شبیه ساز بدن-مدل، روش حالت فرض شده و معادله لاگرانژ، مدل پویای کلی مشتق شده است. سپس، ویژگی های کوپلینگ سفت و انعطاف پذیر با شبیه سازی های عددی تجزیه و تحلیل می شود. پس از آن، ارتعاش مقیاس میکروسکوپی با تحرک در مقیاس بزرگ تحریک می شود از طریق روش برنامه ریزی مسیریابی. به ویژه، یک تابع تناسب اندام، گشتاور تحریکی جامع از میکرو گیرنده سازگار را پیشنهاد می کند. منحنی مرجع و منحنی اینترپولاسیون با استفاده از مسیرهای چندجملهای کوینتی تصویب می شوند. پس از آن، الگوریتم ژنتیک بهبود یافته برای شناسایی مسیر بهینه با حداقل رساندن عملکرد تناسب استفاده می شود. در نهایت، شبیه سازی ها و آزمایش های عددی اثبات امکان و اثربخشی مدل پویای پایه و رویکرد برنامه ریزی مسیر را تایید می کند. دامنه ارتعاش باقی مانده تقریبا 54.9 درصد کاهش می یابد و زمان استقرار 57.1 درصد کاهش می یابد. بنابراین، بهره وری عملیات و ثبات دستکاری به طور قابل توجهی بهبود یافته است.