मॉड्यूलर डिजाइन और एक बुद्धिमान रोबोट के उत्पादन पर आधारित एक बंद लूप नियंत्रण रणनीति
Summary
हम मॉड्यूलर डिजाइन और बुद्धिमान रोबोटों के उत्पादन पर एक प्रोटोकॉल वर्तमान विशेष उत्पादन कार्यों के साथ व्यक्तिगत जरूरतों और व्यक्तिगत डिजाइन के आधार पर वैज्ञानिक और तकनीकी कार्यकर्ताओं डिजाइन बुद्धिमान रोबोटों मदद करने के लिए ।
Abstract
बुद्धिमान रोबोटों रोबोट की एक नई पीढ़ी का हिस्सा है कि आसपास के वातावरण भावना, अपने कार्यों की योजना और अंततः अपने लक्ष्य तक पहुंचने में सक्षम हैं । हाल के वर्षों में, दोनों दैनिक जीवन और उद्योग में रोबोटों पर निर्भरता बढ़ गई है । इस पत्र में प्रस्तावित प्रोटोकॉल एक बुद्धिमान खोज एल्गोरिथ्म और एक स्वायत्त पहचान समारोह के साथ एक हैंडलिंग रोबोट के डिजाइन और उत्पादन का वर्णन करता है ।
सबसे पहले, विभिंन कार्य मॉड्यूल यांत्रिक काम मंच के निर्माण को पूरा करने के लिए इकट्ठे हुए है और रोबोट जोड़तोड़ की स्थापना । फिर, हम एक बंद लूप नियंत्रण प्रणाली और एक चार चक्रीय मोटर नियंत्रण रणनीति, सॉफ्टवेयर डिबगिंग की सहायता के साथ डिजाइन, के रूप में अच्छी तरह से सेट स्टीयरिंग गियर पहचान (आईडी), बॉड दर और अन्य काम कर रहे मापदंडों सुनिश्चित करें कि रोबोट वांछित गतिशील प्राप्त करने के लिए प्रदर्शन और कम ऊर्जा की खपत । अगले, हम संवेदक के लिए बहु-संवेदक संलयन को प्राप्त करने के लिए सही पर्यावरणीय जानकारी प्राप्त डीबग । अंत में, हम प्रासंगिक एल्गोरिथ्म को लागू है, जो किसी दिए गए आवेदन के लिए रोबोट समारोह की सफलता को पहचान सकते हैं ।
इस दृष्टिकोण का लाभ अपनी विश्वसनीयता और लचीलापन है, के रूप में उपयोगकर्ताओं को हार्डवेयर निर्माण कार्यक्रमों की एक किस्म विकसित करने और व्यापक डिबगर का उपयोग करने के लिए एक बुद्धिमान नियंत्रण रणनीति को लागू कर सकते हैं । यह उपयोगकर्ताओं को उच्च दक्षता और मजबूती के साथ उनकी आवश्यकताओं के आधार पर व्यक्तिगत आवश्यकताओं को निर्धारित करने की अनुमति देता है ।
Introduction
रोबोट जटिल, बुद्धिमान मशीनों है कि यांत्रिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, नियंत्रण, कंप्यूटर, सेंसर और कृत्रिम बुद्धि 1,2सहित कई विषयों, के ज्ञान का गठबंधन कर रहे हैं । तेजी से, रोबोट की सहायता कर रहे है या यहां तक कि कार्यस्थल में मनुष्यों की जगह, विशेष रूप से औद्योगिक उत्पादन में, लाभ रोबोटों दोहराए या खतरनाक कार्य प्रदर्शन में रखने के लिए कारण । वर्तमान अध्ययन में इंटेलिजेंट रोबोट प्रोटोकॉल के डिजाइन एक बंद लूप नियंत्रण रणनीति पर आधारित है, विशेष रूप से पथ की योजना बना एक आनुवंशिक एल्गोरिथ्म पर आधारित है । इसके अलावा, कार्यात्मक मॉड्यूल सख्ती3विभाजित किया गया है,4, जो भविष्य के अनुकूलन के काम के लिए एक ठोस आधार प्रदान कर सकते हैं, ताकि रोबोटों उंनयन के लिए एक मजबूत क्षमता है ।
रोबोट मंच के मॉड्यूलर कार्यांवयन मुख्य रूप से निंनलिखित तरीकों पर आधारित है: बहु आयामी संयोजन नियंत्रण रणनीति मोटर नियंत्रण मॉड्यूल में5,6, और बुद्धिमान एक आनुवंशिक एल्गोरिथ्म पर आधारित अन्वेषण ऑप्टिमाइज़ेशन एल्गोरिथ्म मॉड्यूल में है ।
हम मोटर नियंत्रण मॉड्यूल में डीसी मोटर और चार चक्रीय मोटर आपरेशन के डबल बंद लूप नियंत्रण का उपयोग करें । डबल बंद लूप गति नियंत्रण का मतलब है कि गति नियामक के उत्पादन वर्तमान नियामक के इनपुट के रूप में कार्य करता है, यह मोटर के वर्तमान और टोक़ को नियंत्रित करने के लिए अनुमति देता है । इस प्रणाली का लाभ यह है कि मोटर की टोक़ दी गई गति और वास्तविक गति के बीच अंतर के आधार पर वास्तविक समय में नियंत्रित किया जा सकता है । जब दिया और वास्तविक गति के बीच अंतर अपेक्षाकृत बड़ा है, मोटर टोक़ बढ़ जाती है और गति तेजी से संभव है, जो तेजी से गति विनियमन7के लिए बनाता है के रूप में दिए गए मूल्य की ओर मोटर गति ड्राइव करने के लिए बदल जाता है, 8 , 9. इसके विपरीत, जब गति अपेक्षाकृत दिए गए मूल्य के करीब है, यह स्वचालित रूप से अत्यधिक गति से बचने के लिए मोटर का टोक़ कम कर सकते हैं, गति दी मूल्य प्राप्त करने के लिए अपेक्षाकृत जल्दी से कोई त्रुटि6के साथ की अनुमति, 10. के बाद से बराबर बिजली के मौजूदा पाश के समय स्थिर अपेक्षाकृत छोटा है, चार चक्रीय मोटर11,12 और अधिक जल्दी से हस्तक्षेप के प्रभाव को दबाने के लिए जब प्रणाली के अधीन है जवाब कर सकते है बाहरी हस्तक्षेप । इससे सिस्टम की स्थिरता और एंटी-ठेला क्षमता में सुधार होता है ।
हम एक MATLAB में चलाने के अनुकरण के परिणामों के आधार पर उच्चतम दक्षता के साथ एक आनुवंशिक बुद्धिमान अनुकूलन एल्गोरिथ्म का चयन करें । एक आनुवंशिक एल्गोरिथ्म आनुवंशिकी में प्राकृतिक चयन के सिद्धांत पर आधारित एक stochastic समानांतर खोज एल्गोरिथ्म है । यह किसी भी प्रारंभिक जानकारी के अभाव में वैश्विक इष्टतम समाधान खोजने के लिए एक कुशल विधि का गठन किया । यह एक जनसंख्या के रूप में समस्या का समाधान सेट का संबंध है, जिससे सतत चयन, अंतरराष्ट्रीय, उत्परिवर्तन और अंय आनुवंशिक आपरेशनों के माध्यम से समाधान की गुणवत्ता में वृद्धि । बुद्धिमान रोबोटों द्वारा पथ की योजना के संबंध में, कठिनाई अपर्याप्त प्रारंभिक जानकारी, जटिल वातावरण और रैखिकता का एक परिणाम के रूप में उठता है । आनुवंशिक एल्गोरिदम बेहतर पथ नियोजन की समस्या को हल करने में सक्षम हैं, क्योंकि वे रेखीय समस्याओं को हल करने में वैश्विक अनुकूलन क्षमता, मजबूत अनुकूलता और मजबूती के अधिकारी हैं; समस्या पर कोई विशेष प्रतिबंध नहीं हैं; गणना प्रक्रिया सरल है; और खोज स्थान 13,14के लिए कोई विशेष आवश्यकताएं नहीं हैं ।
Protocol
1. मशीन का निर्माण चेसिस इकट्ठा के रूप में सचित्र, उपयुक्त फास्टनरों का उपयोग यांत्रिक घटकों को सुरक्षित । ( चित्रा १ ) नोट: चेसिस, जो baseboard, मोटर, पहियों, आदि शामिल है, अपनी गति ?…
Representative Results
Discussion
इस पत्र में हमने इंटेलिजेंट रोबोट का एक प्रकार तैयार किया है जिसे autonomously बनाया जा सकता है । हम हार्डवेयर के साथ कई सॉफ्टवेयर प्रोग्राम को एकीकृत करके प्रस्तावित बुद्धिमान खोज एल्गोरिथ्म और स्वायत्त मा?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक इस पत्र में सूचित प्रयोगों के प्रदर्शन में उनकी सहायता के लिए श्री Yaojie के प्रति उनका आभार व्यक्त करना चाहते हैं. यह काम चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (No. ६१६७३११७) द्वारा भाग में समर्थित किया गया था ।
Materials
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L1-1 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L2-1 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L3-1 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L4-1 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L5-1 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | L5-2 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3A | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3B | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3C | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3F | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3G | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3H | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | U3J | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | I3 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | I5 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | I7 | |
| structural parts | UPTECMONYH HAR | CGJ | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LM1 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LM2 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LM3 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LM4 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LX1 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LX2 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LX3 | |
| link component | UPTECMONYH HAR | LX4 | |
| Steering gear structure component | UPTECMONYH HAR | KD | |
| Steering gear structure component | UPTECMONYH HAR | DP | |
| Infrared sensor | UPTECMONYH HAR | E18-B0 | Digital sensor |
| Infrared Range Finder | SHARP | GP2D12 | |
| Gray level sensor | SHARP | GP2Y0A02YK0F | |
| proMOTION CDS | SHARP | CDS 5516 | The robot steering gear |
| motor drive module | Risym | HG7881 | |
| solder wire | ELECALL | 63A | |
| terminal | Bright wire | 5264 | |
| motor | BX motor | 60JX | |
| camera | Logitech | C270 | |
| Drilling machine | XIN XIANG | 16MM | Please be careful |
| Soldering station | YIHUA | 8786D | Be careful to be burn |
| screwdriver | EXPLOIT | 043003 | |
| Tweezers | R`DEER | RST-12 |
References
- Charalampous, K., Kostavelis, I., Gasteratos, A. Robot navigation in large-scale social maps: An action recognition approach. Expert Syst Appl. 66 (1), 261-273 (2016).
- Huang, Y., &Wang, Q. N. Disturbance rejection of Central Pattern Generator based torque-stiffness-controlled dynamic walking. Neurocomputing. 170 (1), 141-151 (2015).
- Tepljakov, A., Petlenkov, E., Gonzalez, E., Belikov, J. Digital Realization of Retuning Fractional-Order Controllers for an Existing Closed-Loop Control System. J Circuit Syst Comp. 26 (10), 32-38 (2017).
- Siluvaimuthu, C., Chenniyappan, V. A Low-cost Reconfigurable Field-programmable Gate Array Based Three-phase Shunt Active Power Filter for Current Harmonic Elimination and Power Factor Constraints. Electr Pow Compo Sys. 42 (16), 1811-1825 (2014).
- Brogardh, T., et al. Present and future robot control development – An industrial perspective. Annu Rev Control. 31 (1), 69-79 (2007).
- Wang, E., Huang, S. A Novel DoubleClosed Loops Control of the Three-phase Voltage-sourced PWM Rectifier. Proceedings of the CSEE. 32 (15), 24-30 (2012).
- Li, D. H., Chen, Z. X., Zhai, S. Double Closed-Loop Controller Design of Brushless DC Torque Motor Based on RBF Neural Network. , 1351-1356 (2012).
- Tian, H. X., Jiang, P. L., Sun, M. S. Double-Loop DCSpeed Regulation System Design Basd On OCC). , 889-890 (2014).
- Xu, G. Y., Zhang, M. Double Closed-Loop Feedback Controller Design for Micro Indoor Smart Autonomous Robot). , 474-479 (2011).
- Chen, Y. N., Xie, B., Mao, E. R. Electric Tractor Motor Drive Control Based on FPGA. , 271-276 (2016).
- Zhang, J., Zhou, Y. J., Zhao, J. Study on Four-quadrant Operation of Brushless DC Motor Control Method. Proc. International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation. (ICMRA 2013). , 1363-1368 (2013).
- Joice, C. S., Paranjothi, S. R., Kumar, V. J. S. Digital Control Strategy for Four Quadrant Operation of Three Phase BLDC Motor With Load Variations. Ieee T Ind Inform. 9 (2), 974-982 (2013).
- Drumheller, Z., et al. Optimal Decision Making Algorithm for Managed Aquifer Recharge and Recovery Operation Using Near Real-Time Data: Benchtop Scale Laboratory Demonstration. Ground Water Monit R. 37 (1), 27-41 (2017).
- Wang, X. S., GAO, Y., Cheng, Y. H., Ma, X. P. Knowledge-guided genetic algorithm for path planning of robot. Control Decis. 24 (7), 1043-1049 (2009).
