Optimalizace robotických architektur

Ing. Martin ŠVEJDA

Disertační práce

Optimization of robot architectures

Anotace:

Předložená disertační práce se zabývá problematikou kinematické optimalizace robotických architektur formující klíčovou úlohu syntézy zejména v případě nestandardních kinematických architektur manipulátorů pro speciální aplikace. V práci jsou předloženy základní aspekty a požadavky pro strukturální a parametrickou syntézu (optimalizaci) manipulátorů. Hlavní náplň práce je věnována parametrické optimalizaci manipulátorů. Cílem je nalezení efektivních algoritmů optimalizace pro obecný manipulátor umožňující splnění reálných technických požadavků na manipulátorem vykonávanou úlohu. Dosažené výsledky jsou kategorizovány do tří sekcí věnovaných statické optimalizaci (nalezení konstantních kinematických návrhových parametrů), optimalizaci pohybu redundantních manipulátorů a využití optimálního řízení pohybu redundantních manipulátorů s ohledem na parametrickou a strukturální optimalizaci. Součástí práce je vlastní knihovna předimplementovaných funkcí a funkčních bloků (robotLib) pro tvorbu virtuálních simulačních modelů a implementaci optimalizačních algoritmů. Použití navržených metod je demonstrováno na řadě příkladů a podpořeno experimentálními výsledky.

Abstract:

The thesis deals with kinematic optimization of robotic architectures which forms a crucial role in synthesis, especially for nonstandard kinematic architectures of manipulators for special applications. The basic aspects and requirements for structural and parametric optimization are presented. The main topic of the thesis is devoted to parametric optimization of manipulators. The goal is to develop effective optimization algorithms for general manipulators which are able to fulfill the technical requirements of given task. Achieved theoretical results are categorized into three sections devoted to static optimization (finding the constant kinematic parameters), optimal motion control of redundant manipulators and using optimal motion control of redundant manipulators for parametric and structural optimization. The thesis includes in-house library of functions and functional blocks (robotLib) for implementation of virtual simulation models and development of optimization algorithms. The proposed methods are demonstrated and proved by a number of examples and supported by experimental results.

Klíčová slova

robotika, kinematická optimalizace, virtuální model, redundantní robot, parametrická syntéza

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 6. 2016

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Doktorský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Kybernetika