Σχεδιασμός και έλεγχος εξοοιωτή κίνησης αλόγου για θεραπευτικούς σκοπούς

Μπαρμπέρης, Μιχαήλ; Barmperis, Michail

dc.contributor.author	Μπαρμπέρης, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Barmperis, Michail	en
dc.date.accessioned	2022-09-26T08:55:29Z
dc.date.available	2022-09-26T08:55:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55738
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23436
dc.rights	Default License
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	Έλεγχος	el
dc.subject	Προσομοιώσεις	el
dc.subject	Μηχανισμοί	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Robotics	en
dc.subject	Control	en
dc.subject	Simulations	en
dc.subject	Mechanisms	en
dc.subject	Modeling	en
dc.title	Σχεδιασμός και έλεγχος εξοοιωτή κίνησης αλόγου για θεραπευτικούς σκοπούς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-09-29
heal.abstract	Στην διπλωματική εργασία αυτή διερευνάται ο σχεδιασμός ενός εξομοιωτή κίνησης αλόγου, κατάλληλος για χρήση από ασθενείς μόνιμων παθήσεων όπως παθήσεις στο φάσμα του αυτισμού ή εγκεφαλική παράλυση αλλά και λιγότερο σοβαρές, όπως μυϊκοί πόνοι και πόνοι στις αρθρώσεις. Ως αποτέλεσμα, ο σχεδιαζόμενος εξομοιωτής προορίζεται για θεραπευτικές εφαρμογές και πιο συγκεκριμένα για χρήση σε εναλλακτικές μεθόδους θεραπείας, που πραγματοποιούνται γενικά με κανονικό άλογο, όπως η θεραπευτική ιππασία και ιπποθεραπεία. Πηγή έμπνευσης για την εργασία αποτέλεσε η δυσκολία που παρουσιάζει η πραγματοποίηση των προαναφερόμενων μεθόδων σε αστικά και άλλα περιβάλλοντα. Η υλοποίηση τέτοιων εξομοιωτών θα καθιστούσε ευκολότερη την εφαρμογή τους, καθώς αυτή θα ήταν εφικτή σε κλειστό κατάλληλα διαμορφωμένο χώρο αλλά και για άλλους λόγους που αναλύονται στην εργασία. Ο εξομοιωτής βασίζεται στον γνωστό παράλληλο ρομποτικό μηχανισμό του Stewart. Πρόκειται για έναν ιδιαίτερα δημοφιλή μηχανισμό που έχει χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικούς επιστημονικούς τομείς και σε διαφορετικές εφαρμογές, με μια από τις κυριότερες να είναι η χρήση του ως εξομοιωτής κίνησης. Ανήκει στους μηχανισμούς κλειστής αλυσίδας που σε συνδυασμό με τους 6 βαθμούς ελευθερίας που επιτυγχάνει περιπλέκουν ιδιαίτερα της μαθηματικές σχέσεις που εκφράζουν την κίνηση του και καθιστούν την θεωρητική του μελέτη αρκετά απαιτητική αλλά και απαραίτητη. Στην εργασία, περιγράφονται αναλυτικά οι σχέσεις που χρειάζονται για τον πλήρη σχεδιασμό του μηχανισμού, τόσο στο κεφάλαιο της κινηματικής όσο και της δυναμικής. Με γνώση της μαθηματικής περιγραφής του μηχανισμού ακολουθεί ο σχεδιασμός νόμων αυτομάτου ελέγχου, όπως ο κλασσικός έλεγχος θέσης με PID, κυρίως για θεωρητικούς σκοπούς, αλλά και ένα μη γραμμικό σύστημα ελέγχου βασισμένο στο μοντέλο. Το τελευταίο, δύναται να χρησιμοποιηθεί και σε πιθανή κατασκευή του μηχανισμού ως ένας νόμος ελέγχου που λειτουργεί ικανοποιητικά για τον συγκεκριμένο μηχανισμό τόσο στο πλαίσιο αυτής της θεωρητικής εργασίας όσο και στην βιβλιογραφία που μελετήθηκε. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι παραπάνω μαθηματικές ανάγκες, δημιουργήθηκαν αυτοσχέδιοι κώδικες για την παραγωγή της γεωμετρίας, της κινηματικής, της δυναμικής αλλά και για τον έλεγχο του μηχανισμού στο λογισμικό MATLAB/Simulink. Για να εξακριβωθεί η εγκυρότητα τους τα αποτελέσματα αυτά συγκρίθηκαν με εκείνα που εξήχθησαν από το λογισμικό γραφικού περιβάλλοντος MSC Adams στο οποίο εκτελέσθηκαν ανάλογες προσομοιώσεις. Τα αποτελέσματα των συγκρίσεων και των προσομοιώσεων έδειξαν αρχικά την υψηλή ακρίβεια που επιτυγχάνει ο κώδικας που δημιουργήθηκε για την συγκεκριμένη εφαρμογή, όπως και την αποτελεσματικότητα του συστήματος ελέγχου βασισμένου στο μοντέλο στο να οδηγήσει την απόκριση στην επιθυμητή κατάσταση. Επιπλέον, καθόρισαν κάποιες βασικές προδιαγραφές κατασκευής στις οποίες μπορούμε να βασιστούμε για μελλοντική εργασία	el
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false