Transcript اصلاح معيار بهينه‌سازي، بر اساس مسيرهاي حركت
اب ،راومها ن ياهريسم نتفرگ رظن رد اب ي ياپود نتفر هار تكرح يزاسلدم
MPIC
لرتنك متيروگل ا زا هدافتسا
نايميرك روصنم هاوخديحوت دازرف رت كد : امنهارداتسا يمتسر يفطصم رت كد : رواشم داتسا 82 ناتسبات يكشزپ يسدنهم ةدكشناد ريبكريما يتعنص هاگشناد
بلاطم سوؤر
همدقم
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا
ي ياپود نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم
يدنب عمج و اه يزاس هيبش زا لصاح جياتن يسررب
همدقم
نتفر هار تكرح ياهيگژيو ) يداز ا ةجرد تسيود دودح ( دايز يداز ا تاجرد دادعت
تكرح لكيس ره رد تكرح يتاذ يرادياپان
ندوب يبوانت
همدقم
نتفر هار ةعلاطم رد يسررب دروم بلاطم ناسنا نتفر هار تكرح ماجنا ةوحن
تكرح ديلوت زكارم و يت كرح و يسح ياه مادنا شنكمه ةوحن
لامرنريغ طيارش رد اهوگلا نيا ميظنت رد لرتنك ي يلااب حوطس شقن
همدقم
ي ياپود تكرح لرتنك لدم ياهدربراك ناسنا يبصع لرتنك متسيس تخانش هب كمك
ت كرح نيا ياه ي ياسران و ضراوع تخانش و نتفر هار تكرح ليلحت هب كمك
كيتابور ياه متسيس رد هباشم لرتنك متيروگل ا يريگراك هب
همدقم
ناسنا تكرح لرتنك ياه متسيس يارب ديدج لدم كي داهنشيپ تكرح كيژولويزيف تخانش ساسا رب لدم كي داهنشيپ
بسانم رازبا كي زا هدافتسا اب لدم يزاس هدايپ
جياتن ةسياقم زا هدافتسا اب ،لدم رابتعا نازيم نييعت
هار لرتن ك متسيس كيژولويزيف يسررب نتفر
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب زا كي ره ش قن يسررب و ناسنا رد تكرح لرتنك يبتارم هلسلس متسيس يفرعم
ن ا يازجا نتفر هار و لداعت لرتنك ياه متسيس رد فلتخم لرتنك زكارم و اهرگسح يفرعم
ناسنا نتفر هار لرتنك متسيس يارب يموهفم لدم كي ةئارا
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب زغم يت كرح رشق Cerebellum Motor Cortex Basal Ganglia 50ms Motor Program
اه نارباو Cerebellum نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب هچخم زغم هب تبسن رت مظنم راتخاس
رتشيب ينورن يلاگچ
اه نارو ا
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب Allan M Smith (1995): “Does The Cerebellum Learn Strategies for The Optimal Time-Varying Control of Joint Stiffness?
”
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب Wolpert and Kawato (1997):
“Internal Models in The Cerebellum”
Stein and Miall (1986):
“Is Cerebellum a Smith Predictor?”
Inverse Models ( for Fast Movement) Earlier Smith Predictor (Prediction) Modified Smith Predictor (Increasing Phase Margin in Delayed Systems)
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب عاخن و يت كرح ياه لانگيس ةفرطود ريسم
يبصع عيرس يسكلفر تاكرح ديلوت
هار دننام كيمتير ةداس تاكرح ديلوت
راومه ريسم كي يور رب نتفر
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب هلضع
رگلمع دحاو اهرگسح تيعقوم رگسح ناونع هب ينلاضع كود
ورين رگسح ناونع هب نودنات
مادنا تيعضو ياهرگسح
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب لرتنك متسيس يلداعت تاكرح
نتفر هار لرتنك متسيس كيژولويزيف يسررب
يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد ن ا هب طوبرم
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد % 65 % 35
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد SSP DSP SSP
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد : نتفر هار كيمانيد ياه لدم رد هدش ماجنا ياه يزاس هداس يداز ا تاجرد شهاك
)
Frontal
اي
Saggital
( دعب ود هب لدم ياضف داعبا شهاك
DSP
اي
SSP
ياهزاف زا يكي رد اهنت لدم نتفرگ رظن رد
نيمز اب اپ دروخرب ماگنه هب هبرض رثا يعقاو لدم نتفرگن رظن رد
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد نتفر هار يارب هدش هئارا فلتخم ياه لدم ) متسيس كيمانيد ةلداعم ميقتسم ندرو ا تسد هب ( ميقتسم ياه لدم
ميقتسم ريغ ياه لدم
ت سد هب ( لدم يرسارس اي و يا هكت يزاس يطخ اب ماؤت ،يزاس لدم كيسلاك ياه شور
) هلپ اي هبرض خساپ ينامز ياه يرس زا هدافتسا اي و ليدبت عبات ندرو ا ) .
..
و يبصع هكبش ياه لدم اي و يزاف ياه لدم زا هدافتسا ( نردم يزاس لدم ياه شور
ن ا هب طوبرم يضاير ياه لدم و نتفر هار كيمانيد نتفر هار يارب هدش هئارا فلتخم ياه لدم
Adams (2001): “Using Sliding Mode Control for a Walking Robot”
:) 1377 ( يرفعج نتفر هار لدم كي لرتنك رد
] DMC
كينكت زا هدافتسا اب
[ MPIC
لرتنك متيروگل ا زا هدافتسا “ ” ي ياپود
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا : ناسنا تكرح لرتنك ياه متسيس رد يساسا و ي يادتبا لاؤس ود لرتنك ،ن اسنا تكرح لرتنك متسيس طسوت يت كرح متسيس كي زا ي ياهرتماراپ هچ
؟دنوش يم ؟دريگ يم رارق هدافتسا دروم روكذم ياهرتماراپ لرتنك يارب يشور هچ
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا
Feldman
لداعت ةطقن ةيضرف ميمعت
( stiffness ) ( torque ( angle ) ) ( viscosity )
b
( torque ) ( angular ve locity )
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا تكرح لرتنك رد لصفم ةنيهب ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب يارب فلتخم ياه شور
Hogan (1985): “Optimal Joint Movement” Hasan (1986): “Optimized Movement Trajectories and joint Stiffness in Unperturbed, Inertially Loaded Movements ” Towhidkhah (1997): “Model Predictive Impedance Control: A Model for Joint Movement Control ”
MPC
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا
MPC
لدم رب ينتبم نيب شيپ لرتنك متيروگل ا ) دودحم قفا اب هنيهب لرتنك متيروگل ا ( Model Identifier Model Process
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا
J
( )
k P
1
q k
p
(
t
k
)
d
(
t
k
) 2
k M
1
r k
(
t
k
1 ) 2
MPIC
لرتنك يژتارتسا Brain Model Identifier System Disturbance Models
d Trajectory Selector .
d M P C and Adaptation Algorithm Feedforward Controller
Delay
b Delay Td Receptors Receptors G1 EMG G2 Torque
G3
.
Joint-Load
MPIC
لرتنك متيروگل ا و سنادپما لرتنك يژتارتسا نتفر هار تكرح رد
MPIC
لرتنك متيروگل ا يريگراك هب يجورخدنچ يدورودنچ تلاح يارب MPIC متيروگل ا ميمعت
متسيس يجورخ ينيب شيپ يارب بسانم كيمانيد لدم كي ندرو ا تسد هب
متسيس لرتنك ياهريغتم يزاس هنيهب يارب بسانم رايعم كي ندرو ا تسد هب
يزاس هنيهب لامعا يارب بسانم يضاير شور كي ندرو ا تسد هب
نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم ي ياپود ي ياپود لدم يفرعم
8 Degree of Freedom
نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم ي ياپود
Saggital
ةحفص رد يدعب هس متسيس تكرح ينيب شيپ يارب يدعبود كيمانيد لدم زا هدافتسا
Saggital
ةحفص رد هدش ماجنا تاكرح زا % 95 دودح ماجنا
ندوب مواقم نازيم قيقحت هب دناوت يم يقباطت مدع نينچ ( متسيس اب لدم لماك قباطت موزل مدع
) ديامن كمك لرتنك متسيس ريغتم 8 ( ي ياپود لدم اب ناسمه ًلاماك يلدم هب تبسن ) لقتسم ريغتم 5 ( هنيهب تلاداعم دادعت
) لقتسم
نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم ي ياپود
Saggital
ةحفص رد يدعب هس متسيس تكرح ينيب شيپ يارب يدعبود كيمانيد لدم زا هدافتسا
A
( )
g C D
( ( ( ) ) ) 0 0 0 0 1
B
( )
h
( )
Cg
( ) 1 2 1 1 2 2 ( 1 2
c
i
1 3 3 ) 0 0 0 0 0 1 2 3
i T
0 1 0
i
4 4 1 0 0 1
T
2
j
5
j
5 1 ) )
T
T
5 2
T
4
DT
sin 5
T
نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم ي ياپود هدش يطخ لدم يريگراك هب ناكما يطخ تلاداعم ندوب رت هداس
يزاس هنيهب ميقتسم شور كي زا هدافتسا ناكما
لدم ندرو ا تسد هب رد كيسلاك يزاس لدم ياه شور زا هدافتسا ناكما
1N Linearized Model بسانم نيب شيپ لدم ندرو ا تسد هب
L
: تسخن ياديدناك هدش يطخ لدم Nonlinear Model
N
0 0 0 0 0
: مود ياديدناك يطخريغ لدم
0
T
عجرم تكرح ياهريسم زا هدافتسا ،تسخن ماگ
y h
(
i
) 1 2
y a
(
i
)
x h
(
i
)
r
1
r
2
d
2 1 2
x a
(
i
)
a
2
x a
(
i
)
a
y a
(
i
)
d
2
n i
sin 2
n i
1 cos 2
n i
عجرم تكرح ياهريسم زا هدافتسا ،تسخن ماگ Hip and Foot Patterns Inverse Cinematic Joint Angle Patterns Sampling Time = 0.01 sec
MPIC لرتنك متسيس يامش
T
S
T
1
B
(
T
( 2
b
1 , 1 , 2 2 , ,
b
3 3
T
, , 4 4
b
, ,
T b
5 5
T
) )
T T
صخشم تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هنيهب رايعم P : Prediction Horizon
J
M : Control Horizon
trace
(
t
)
d
(
t
) (
t
)
d
(
t
) 5 5
xP xP
d
(
t
(
t
) )
d
1 1 (
t
(
t
1 1 ) ) 1 (
t
(
t
2 2 ) ) 1 (
t
(
t
P P
) ) 2 (
t
(
t
1 1 ) ) 2 (
t
(
t
2 2 ) )
d
2 2 ( (
t
t
P P
) ) 3 (
t
(
t
1 1 ) ) 3 (
t
(
t
2 2 ) )
d
3 3 (
t
(
t
P P
) ) 4 (
t
(
t
1 1 ) ) 4 (
t
(
t
2 2 ) )
d
4 4 (
t
(
t
P P
) )
d
5 5 ( (
t t
1 1 ) ) 5 (
t
(
t
5 (
t
(
t
2 2
P
) ) )
P
)
لامرن يا هيواز ياهتعرس و اه هيواز ةنيهب ريداقم ندرو ا تسد هب : لرتنك ياهرتماراپ ندرك هنيهب :) 1378 ( هداز ميهاربا طسوتم هني هب سنادپما ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب و فلتخم ياه تمسق هب تكرح ريسم كي ليدبت تمسق ره يارب :) 1380 ( يردرك تكرح زا هظحل ره رد هنيهب لرتنك ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب
هتيزوكسيو و يتفس ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب : ضرف
u
1
u
2
u
3
u
4
u
5
u
1
u
2
u
3
u
4
u
5
u i u
T i i i
b
n
i i
i
طسوتم ريداقم : هجيتت
i T i
n
تسا تباث لصافم مامت رد لصافم يارب لرتنك لانگيس تارييغت ةنماد طسوتم دشاب يم ناسكي ًادودح ،فلتخم
هتيزوكسيو و يتفس ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب كيمان يد يريگراك هب زا لصاح جياتن : لدم سوكعم
هتيزوكسيو و يتفس ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب : هنيهب سنادپما ياهريغتم ندرو ا تسد هب يبرجت شور : لوا ةلحرم : لااب سنادپما
d and
d
هتيزوكسيو و يتفس ياهرتماراپ ندرو ا تسد هب لوا ةلحرم زا هدم ا تسد هب ريداقم دودح رد
Grid Method
شور زا هدافتسا : مود ةلحرم زا ه دم ا تسد هب ةنيهب رادقم لوا ةلحرم
لامرن يا هيواز ياهتعرس و اه هيواز ةنيهب ريداقم ندرو ا تسد هب
new
old
5
xM
(
t i
i
1 (
J
J t
(
t
1 1 (
t
)
k
1 (
t
) 1 )
J
2 (
t i
(
J
1 )
t
) 3
k
(
i
) 2
S
2 (
i t
.
4 ( (
t t J
( )
t
1 ) 1 )
k
2 (
t
(
t
k M
) 1
J
1 ) ) 2
J
3
J
: رايعم عبات نايدارگ شور زا هدافتسا
4
J
5
J T
1 )
i
3
J
( (
t
3
t
(
t
) 1 ) 2 )
J
3 ( (
t
i
(
t M
k
1 ) )) 4 4 (
t
t
i
) (
t
1 ) 4 (
t
M
J
1 )
M
5 1 5 ) (
t
5 (
t T
) 1 ) (
t
M
1 )
T
تبسن رايعم عبات يددع قتشم لرتنك ياهريغتم زا كي ره هب
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا
Kajata and Tani (1991): “Study of Dynamic Biped Locomotion on Rugged Terrain”
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا نتفر هار ياه تيدودحم و يفيك ياهرايعم تخاونكي يولج هب ور تكرح تعرس
ندب يدومع تيعضو ظفح
نيمز اب
Swing
ياپ دروخرب ةطقن حيحصت ناكما
Swing
تدم لوط رد نيمز اب اپ دروخرب مدع
صخشم لوط اب ماگ كي يط رد هنيمك يكيناكم يژرنا فرص
اهن ا تارييغت زاجم ةزاب رد لصافم ياه هيواز تارييغت
Swing
ياپ بسانم و لامرن مميزكام عافترا
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا نتفر هار بولطم ياهرايعم ندرك يمك : : بسانم عافترا هب
E.C
P
3
v
.
.
Q T
.
T
.
x t T v k T
x x k t
.
h
k t
: 1 : ,...
k
3
v
P
3
v
( (
t t k
1 1 ) )
v
d v
( 3
t
(
t
)
P
)
v
d
v
(
t
P
)
v d
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا نتفر هار بولطم ياهرايعم ندرك يمك
J
1 E.C
2 T.F
3 W.S
4 M.H
5 B.O
ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا هنيهب تكرح ياهريسم و عناوم ( حطس تاصخشم
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا هنيهب لرتنك قفا باختنا
Sampling Rate = 0.01 sec, Step Duration =1 sec P=100 M=20 M=80
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا : لرتنك قفا شيازفا رثا رب ،هدش داجيا يتابساحم تلااكشا يزاس هنيهب ياهريغتم دادعت شيازفا
يلحم ممينيم ياه تلاح ندم ا ديدپ لامتحا نازيم شيازفا
يريگ قتشم شور ندرب راك هب ليلد هب نيب شيپ لدم ةمانرب يارجا يارب مزلا تاعفد دادعت شيازفا
يددع
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب ،يزاس هنيهب رايعم حلاصا : لح هار : يرادرب هنومن خرن شهاك
اه هنومن نايم ةلصاف شيازفا
) لامرن ياياوز ( اه هنومن ةزادنا سنايراو شيازفا
) لامرن يا هيواز تعرس ( قتشم ةنماد ديدش تارييغت
: قتشم هبش شور زا هدافتسا
يرادرب هنومن خرن شهاك نودب لرتنك ياهريغتم دادعت شهاك رگيدكي هب اه هنومن نتخاس هتسباو : لح هار
J
i
(
t
k
)
J
(
i
(
t
k
) )
J
(
i
(
t
k
))
نتفر هار لدم رد يريگراك هب يارب
MPIC
لرتنك متسيس يفرعم ي ياپود رازفا مرن رد SimMechanic رازبا هبعج زا هدافتسا اب كيمانيد لدم يزاس هدايپ MATLAB 6.5
اه يزاس هيبش جياتن : ي ياپود لدم تاصخشم L = 75 cm m = 10 kg L = 50 cm m = 5 kg
1m صخشم تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش : تكرح تاصخشم 10cm
صخشم تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش : يب رجت شور زا هدافتسا اب ،هتيزوكسيو و يتفس ياهرتماراپ يارب هدم ا تسد هب ريداقم 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Stiffness Viscosity Joint 1 Joint 2 Joint 3 Joint 4 Joint 5
صخشم تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش : Grid شور رد هتفر راك هب يبسن ريداقم 2 1.5
1 0.5
0 Very Low Low Middle High Very High
لرتنك متيروگل ا زا هدم ا تسد هب ةنيهب لرتنك ياهريغتم
ندب يضرع تكرح و لصافم هيواز تارييغت ياه ينحنم
صخشم تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش اپ تكرح ةلق ةطقن ندرو ا تسد هب
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش : يا هلپ ريسم يور رب تكرح : لوا ةلحرم
لرتنك ياهريغتم تارييغت ياه ينحنم
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش : ) عنام اب اپ دروخرب نودب ( عنام ياراد راومه ريسم يور رب تكرح : مود ةلحرم
لرتنك ياهريغتم تارييغت ياه ينحنم
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش
لرتنك ياهريغتم تارييغت ياه ينحنم
هنيهب تكرح ياهريسم ساسا رب يزاس هيبش
يدنب عمج
يت ا ياه هژورپ رد قوف متيروگل ا دوبهب ياهراك هار
DSP
زاف نتفرگ رظن رد اب ،ي ياپود لدم ليمكت
هب جياتن هب جياتن ندش رت كيدزن يارب ،رايعم عبات رد هنيهب بيارض ندرو ا تسد هب
تكرح نيا تبث زا هدم ا تسد
Online
تروص هب سنادپما ياهريغتم ندرو ا تسد هب يارب يشور ندرب راك هب
?