Uzaysal paralel robotlarda ardışık kuadratik programlama tabanlı çok parametreli kinematik tasarım optimizasyonu

Abstract

Farklı yapısal konfigürasyondaki paralel robotik sistemler (PRS) ile ilgili birçok araştırma vardır. En popüler olanı bu tezde de kullandığımız iyi bilinen Stewart Platform (SP) mekanizmasıdır. Bir paralel robot sistemi tasarlarken tekil konfigüsasyonlardan kaçınıp erişilebilir çalışma uzayını maksimize etmek için kinematik parametreleri belirlemek çok önemlidir. İlgili literatürlerde GCI/LCI (Global koşul /Yerel koşul) indeksi mekanizmanın becerikliliği hakkında fikir verirken genellikle en çok kullanılan performans indeksleridir. Genetik algoritma (GA), kontrollü rastgele araştırma (CRS), parçacık sürü optimizasyonu (PSO) gibi optimizasyon metotları literatürde mevcuttur. Biz bu tezde farklı olarak, 6-DOF 3x3 UPU SP’nin kinematik parametrelerini optimize etmek, maksimum çalışma uzayını minimum koşul sayılarıyla sağlamak için ardışık kuadratik programlama (SQP) metodunu kullandık. Sonuçları iç noktalar yöntemiyle karşılaştırdık. Sabit ve hareketli platformun yarı çapları ile birlikte bacak uzunlukları çok amaçlı optimizasyon probleminin optimize edilecek parametreleri olarak seçilmiştir. Böylelikle optimizasyon farklı aşamalarda her seviyede optimize edilerek kinematik parametre sayısı arttırılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirmiş olduğumuz optimizasyon algoritmaları farklı sayıdaki kinematik parametreler için kullanılabilir olması açısından çalışmaya özgün bir değer katmıştır. Sonuç olarak üç grup kinematik parametreyi aynı anda SQP tekniğini kullanarak optimize ederek ve sonuçları iç noktalar yöntemiyle karşılaştırarak PRS için en iyi sonuçları sunduk.