یکی از مهم‌ترین عواملی که موجب توسعه کاربرد و بهبود عملکرد ربات¬ها در صنایع مختلف می‌شود شناخت هر چه دقیق‌تر سیستم دینامیک و کنترل و همچنین پیش‌بینی رفتارهای غیرمنتظره آن‌هاست. بنابراین هدف اصلی رساله توسعه مدل دینامیکی و سیستم کنترلی مبتنی بر رویکرد شناسایی- تخمین برای بازوهای رباتیکی همکار به همراه پایه سیار است. جهت دستیابی به هدف اصلی، این رساله در چهار فاز تعریف شده است. در دو فاز ابتدایی مدل‌سازی دینامیکی برای زنجیره‌های رباتیکی منفرد و همکار، باتوجه به وجود انعطاف‌پذیری در مفاصل و اصطکاک در اتصالات توسعه داده شده است. پارامترهای اصطکاک و انعطاف‌پذیری بر اساس مدل‌های معرفی شده، توسط الگوریتم شناسایی سیستم مبتنی بر حداقل مربعات خطا غیرخطی متغیر با زمان تعیین شده است. علاوه بر این، دینامیک عملگرهای محرک بازوهای مکانیکی به‌عنوان زیرسیستم در سیستم اصلی گنجانده شده است و آن دسته از متغیرهای حالت زیرسیستم که امکان اندازه‌گیری آنها وجود ندارد توسط تخمینگر پیشنهادی تخمین زده شده است. در نهایت کنترل بهینه سیستم مبتنی بر رویکرد شناساگر-تخمینگر با استفاده از معادلات ریکاتی وابسته به حالت انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که عملکرد سیستم از منظر دقت مدل‌سازی 83 درصد و خطای ردیابی سیستم کنترلی 59 درصد بهبود داشته است. در حالت بازوهای مکانیکی همکار، یک الگوریتم جدید توزیع بهینه بار مبتنی بر حد اشباع عملگرهای محرک معرفی شده است. به‌کارگیری این الگوریتم در سیستم کنترلی، افزایش حمل بار مجاز دینامیکی به میزان 17 درصد و توزیع عادلانه‌تر بار مطابق با ظرفیت هر عملگر را نشان می‌دهد. در دو فاز بعدی مدل‌سازی دینامیکی پایه سیار چرخ‌دار همراه با در نظر گرفتن لغزش و نیروهای کششی در سطح تماس توسعه داده شده است و پارامترهای دینامیکی نامشخص سیستم توسط تخمینگر پیشنهادی تعیین شده است. در ادامه طراحی کنترل پیش‌بین مدل غیرخطی با‌توجه به مسئله کاهش تاخیر زمانی و افزایش سرعت پردازش و اجرا که یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیاده‌سازی این روش‌ها است، توسعه داده شده است. پیاده‌سازی روش پیشنهادی در مقایسه با نوع متداول آن برای ربات سیار چرخ‌دار برای مسیرهای متنوع در حضور موانع استاتیکی و دینامیکی اجرا شده است. نتایج به‌دست آمده ردیابی مناسب سیستم با کاهش 43 درصدی زمان حل کنترل‌کننده را نشان می‌دهد.

 

بازوهای مکانیکی همکار با مفاصل انعطاف‌پذیر، پایه سیار چرخ‌دار، شناسایی سیستم و تخمینگر، کنترل پیش‌بین مدل، معادلات ریکاتی وابسته به حالت.