کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7543338 1489370 2018 23 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
High performance rigid body simulation of modularized robots using constraint-based models
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی بدن با عملکرد بالا از روبات مدولار با استفاده از مدل های مبتنی بر محدودیت
کلمات کلیدی
شبیه سازی گسسته، محدودیت سختی بدن، مدل کاهش یافته، ربات مدولار، سرو موتور
ترجمه چکیده
مودولیزاسیون با استفاده از سروو موتورهای کنترل کننده خود اجازه می دهد تا برای نمونه سازی سریع از روبات های بسیار مفصل با هزینه بسیار پایین تر از طرح های سفارشی. میکروکنترلرها در داخل موتورهای حرارتی اجازه می دهند که موتور داخلی در یک حلقه بسته با فرکانس بسیار بالاتر از دستورالعمل های خارجی کنترل شود، در حالی که از عدم توانایی استفاده از پاسخ های مستقیم موتور برآورد شده، به ویژه هنگامی که اجزای داخلی شناخته نمی شوند. اگرچه مدل های موتور الکترومکانیکی برای شبیه سازی سیستم ها به طور مستقیم زمانی که مولفه های ماژول شناخته می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند، اما به منظور اطلاع رسانی کامل از سیستم و مراحل کوچک در زمان شبیه سازی زمان گسسته، برای جلوگیری از عدم ثبات در شبیه سازی و کنترل استفاده می شود. ما یک مدل مبتنی بر محدودیت سختی بدن را برای شبیه سازی ماژول های ربات شبیه سازی شده کنترل می کنیم که می تواند بی ثباتی های شبیه سازی را در مراحل بزرگتر بدون نیاز به شبیه سازی خاص و غیر فیزیکی و یا بسته های پویا از راه حل های پویا ارائه دهد. این روش از ویژگی های محدودیت های سختی بدن برای محدود کردن دینامیک سیستم استفاده می کند، زمانی که ورودی کم سیستم یا دستاوردهای کنترل بالا در غیر این صورت عملکرد غیرممکن فیزیکی را به وجود می آورد. در عمل، دقت شبیه سازی این روش نسبت به مدل های سنتی قابل مقایسه است، اما در عمل به دلیل سرعت بیشتری در مراحل بزرگتر و طیف وسیعی از ثبات بهبود می یابد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
پیش نمایش مقاله
شبیه سازی بدن با عملکرد بالا از روبات مدولار با استفاده از مدل های مبتنی بر محدودیت
چکیده انگلیسی
Modularization using self-controlling servo-motors allows for rapid prototyping of highly articulated robots at a much lower cost than custom designs. Microcontrollers within the motor casings allow the internal motor to be controlled in a closed loop running at a much higher frequency than possible with external commands, at the cost of an inability to use directly estimated motor responses, especially when internal components are not known. Although electro-mechanical motor models have been used to simulate systems directly when the module components are known, this requires full knowledge of the system and small steps during discrete time simulation to prevent instabilities in the simulation and control. We propose a rigid body constraint based model for the simulation of internally controlled articulated robot modules that can reduce simulation instabilities at larger time-steps without requiring simulation specific non-physical damping or closed form dynamic solutions. This method uses the properties of rigid body constraints to limit system dynamics when low system inertia or high control gains would otherwise result in physically impossible performance. In practice, the simulation accuracy of this method is comparable to traditional models, but an order of magnitude faster in practice due to larger time-steps and improved range of stability.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mathematics and Computers in Simulation - Volume 144, February 2018, Pages 91-107
نویسندگان
, ,