Δυναμική, σχεδιασμός κίνησης και έλεγχος εξάποδου ρομπότ σε
δύσβατο έδαφος

Νίτσος, Θεοφάνης; Nitsos, Theofanis

dc.contributor.author	Νίτσος, Θεοφάνης	el
dc.contributor.author	Nitsos, Theofanis	en
dc.date.accessioned	2016-07-25T10:35:54Z
dc.date.available	2016-07-25T10:35:54Z
dc.date.issued	2016-07-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43255
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12577
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	Έλεγχος εξάποδου	el
dc.subject	Εξάποδο	el
dc.subject	Σχεδιασμός κίνησης	el
dc.subject	Δύσβατος έδαφος	el
dc.subject	Robotics	en
dc.subject	Control	el
dc.subject	Hexapod	el
dc.subject	Motion planning	el
dc.subject	Uneven terrain	el
dc.title	Δυναμική, σχεδιασμός κίνησης και έλεγχος εξάποδου ρομπότ σε δύσβατο έδαφος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Αυτόματος έλεγχος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-06-30
heal.abstract	Η εργασία αυτή αφορά τη μελέτη της κίνησης ενός εξάποδου ρομπότ σε δύσβατο έδαφος με άγνωστη μορφολογία. Συγκεκριμένα, αναζητούνται μέθοδοι σχεδιασμού της κίνησης και ελέγχου του ρομπότ που εξασφαλίζουν τη στατική ευστάθεια του μηχανισμού καθ’ όλη τη διάρκεια της κίνησης του. Αρχικά, μοντελοποιείται ένα ρομπότ με j πόδια και i αρθρώσεις ανά πόδι. Αναπτύσσεται η κινηματική του ρομπότ μέσω της μεθοδολογίας Denavit-Hartenberg, και εξάγονται οι εξισώσεις κίνησης που περιγράφουν τη δυναμική του μέσω της μεθοδολογίας Euler-Lagrange. Οι εξισώσεις κίνησης συνδυάζονται με ένα μοντέλο εδάφους ελατηρίου-αποσβεστήρα, και μοντέλο τριβής Coulomb. Το τελικό σύστημα διαφορικών εξισώσεων περιγράφει τη συνδυασμένη δυναμική του ρομπότ και του εδάφους. Tο σύστημα διαφορικών εξισώσεων χρησιμοποιείται για την περίπτωση ενός δίποδου ρομπότ που μπορεί να κινείται σε δύο διαστάσεις. Μέσω προσομοιώσεων σε περιβάλλον Simulink διερευνάται το σενάριο λειτουργίας όπου το δίποδο ρομπότ χρειάζεται να πατήσει πάνω σε εμπόδιο. Δοκιμάζονται διάφοροι νόμοι ελέγχου και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων αναλύονται. Τελικά επιλέγεται ένας ελεγκτής με κριτήριο την απόκριση και την ευκολία υλοποίησης του σε ένα πραγματικό σύστημα. Aναπτύσσεται η προσομοίωση ενός εξάποδου ρομπότ σε περιβάλλον Matlab/Simulink με χρήση του ελεγκτή που επιλέχθηκε. Η κίνηση του εξάποδου ρομπότ διερευνάται και αναλύεται για έδαφος με εμπόδια και κλίσεις. Τα προβλήματα που παρουσιάζονται επισημαίνονται και αντιμετωπίζονται με κατάλληλες προσθήκες στο σχεδιασμό της κίνησης και τον έλεγχο του εξάποδου ρομπότ. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας νόμος ελέγχου που επιτρέπει στο εξάποδο ρομπότ να κινείται απρόσκοπτα σε δύσβατο έδαφος με άγνωστη μορφολογία διατηρώντας ένα προκαθορισμένο περιθώριο στατικής ευστάθειας.	el
heal.abstract	This work concerns the locomotion of a hexapod robot on uneven terrain with unkown morphology. In particular we investigate motion planning and control algorithms to achieve a statically stable locomotion of the robot. Initially we model a robot with j legs and i joints. The kinematics of the system are developed through the Denavit-Hartenberg methodology and the motion equations describing the robot dynamics are extracted through the Euler-Lagrange methodology. The motion equations are integrated with a spring-damper ground model and the Coulomb friction model. The final system of non-linear differential equations is obtained that describes the combined dynamics of the robot and the ground. The system of differential equations is applied to a biped robot able to move only in two dimensions. Through simulations in the Simulink environment, the robot steps on an obstacle. Different controllers are used and the simulation results are analysed. Finally a control algorithm is chosen based on the simulation results and ease of implementation on an actual robot. The conclusions from the previous sections are used to develop a hexapod robot simulation in Matlab/Simulink software. Locomotion of the hexapod in unevain terrain is analysed and investigated. Problems regarding the base position relative to the ground and the stability of the hexapod are addressed by changing the motion planning and control algorithm. The final result is a control algorithm that allows the hexapod to navigate in uneven terrain with slopes up to 30 o and obstacles while maintaining a predefined static stability margin.	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.
heal.fullTextAvailability	true