Perencanaan Gerakan Berbasis Spline Untuk Robot Pengisian BBM

Robot yang bergerak secara otomatis membutuhkan sistem navigasi yang mampu memandu pergerakan manipulator robot dari konfigurasi awal (initial condition) sampai dengan konfigurasi akhir (final condition). Salah satu sistem navigasi yang dipakai sebagai acuan oleh robot adalah perencanaan gerakan (motion planning). Penggunaan gerakan berbasis B-Spline yang dalam hal ini adalah suatu perencanaan gerakan ujung lengan robot atau end-effector dari posisi awal sampai dengan tujuan secara sequensial dan berurutan melalui titik-titik yang telah ditentukan dalam domain waktu. Lintasan dari gerakan kenematika manipulator ujung lengan robot dari posisi parkir sampai ke tujuan (target) dengan asumsi terbebas dari halangan (obstacle). Pada penelitian lengan robot untuk pengisian BBM ini, mensimulasikan perencanaan gerakan (motion planning) ujung lengan robot 4DoF yaang dalam menyelesaiakn permasalahan ini dipergunakan metode persamaan-recursi berbasis B-Spline. Berdasarkan analisa data perencanaan lintasan diperoleh kesimpulan bahwa: Trajektori pada resolusi 8 bit tingkat akurasinya 90,47% dengan error absolut rata-rata 0,095. Trajektori pada resolusi 12 bit tingkat akurasinya 99% dengan error absolut rata-rata 0,01. Dan trajektori pada resolusi 16 bit tingkat akurasi tertinggi 99,94% dengan error absolut rara-rata 0,0006. ====================================================================================================================================== Peripatetic Robot that moving with automatically used navigation system automatic to move from initial condition to final condition. A navigation system that used as base by robot to actuation is the path planning. Usage of movement B-Spline which in this case is planning of movement tip of robot arm or of end-effector of position early up to target by sequensial and successive dots which have been determined. Path planner kinematic movement of robot manipulator based on minimum distance from initial to final condition and avoid of obstacle. This research explained to simulate end point movement of 4DoF robot by motion plenning B-Spline movement methode.Pursuant to data analized of trajectory planner could conclused that : Trajectory on resolution 8 bit height level accuracy 90.47 % with average of absolute error 0.0006.Trajectory on 12 bit resolution height level accuracy 99% with average of absolute error 0.01. And trajectory on 16 bit heigh level accuracy 99,94% with average of absolute error 0,0006

Minimum Jerk Trajectory Planning for Trajectory Constrained Redundant Robots

In this dissertation, we develop an efficient method of generating minimal jerk trajectories for redundant robots in trajectory following problems. We show that high jerk is a local phenomenon, and therefore focus on optimizing regions of high jerk that occur when using traditional trajectory generation methods. The optimal trajectory is shown to be located on the foliation of self-motion manifolds, and this property is exploited to express the problem as a minimal dimension Bolza optimal control problem. A numerical algorithm based on ideas from pseudo-spectral optimization methods is proposed and applied to two example planar robot structures with two redundant degrees of freedom. When compared with existing trajectory generation methods, the proposed algorithm reduces the integral jerk of the examples by 75% and 13%. Peak jerk is reduced by 98% and 33%. Finally a real time controller is proposed to accurately track the planned trajectory given real-time measurements of the tool-tip\u27s following error

Probe arm motion techniques for miradas multi-object spectrograph

Desde tiempos remotos, los humanos se han sentido atraídos por los objetos brillantes que pueblan el cielo. A pesar de lo mucho que sabemos actualmente sobre ellos, quedan por desentrañar varios misterios que aún esconde la Vía Láctea. ¿Cómo se formó? ¿Cómo ha cambiado a través del tiempo? Estas son sólo dos de las múltiples preguntas para las que la astrofísica moderna no tiene respuesta. Los científicos han estado construyendo diferentes modelos que intentan simular la evolución de nuestra galaxia. Sin embargo, muchas más observaciones son necesarias para poder dar valores razonables a las diversas variables presentes en esos modelos. Fruto de esta búsqueda, en las últimas décadas se han destinado muchos esfuerzos al desarrollo de nuevas instalaciones de espectroscopía multi-objeto. El Mid-resolution InfRAreD Astronomical Spectrograph (MIRADAS) es un espectrógrafo Echelle multi-objeto en el infrarrojo cercano para el Gran Telescopio Canarias (GTC) diseñado por un consorcio internacional. Gracias a su potente resolución y a su capacidad de multiplexación, este instrumento será clave para abordar algunos de los principales desafíos científicos de las siguientes décadas. MIRADAS, con la ayuda de sus 12 unidades autónomas de campo integral, observará simultáneamente hasta 12 objetivos celestes ubicados en distintos puntos del cielo. Cada una de estas unidades opto-mecánicos tiene la forma de un brazo robótico. Las estructuras de estos dispositivos han estado especialmente concebidas para: (i) asegurar la simplicidad del camino óptico (ii) ofrecer un gran grado de estabilidad cuando el brazo trabaje invertido. Pero, desafortunadamente, el costo de este diseño se traduce en un comportamiento del brazo complejo y nada intuitivo. En esta tesis, incluimos un estudio exhaustivo del brazo robótico de MIRADAS. En concreto, se presenta un modelo matemático, así como soluciones para los problemas de cinemática directa e inversa. Además, también se analizan las particularidades que limitan su movimiento. Primero, se estudia su espacio de articular y las regiones prohibidas del mismo debido a la naturaleza del brazo. En segundo lugar, se aborda como la incapacidad de interpolación de los controladores que gobiernan los actuadores afecta a la generación de trayectorias. Finalmente, se discuten varias estrategias de patrullaje, prestando especial atención a sus ventajas y puntos débiles. Por otro lado, los brazos de MIRADAS están distribuidos alrededor de una plataforma circular en la que no hay mucho espacio. Así pues, con el fin adquirir los objetivos requeridos por el usuario, los brazos del sistema deben moverse extremo cuidado. En MIRADAS, el cómputo de trayectorias se ha dividido en tres procesos diferentes, tratados todos en detalle en este trabajo. El primero de ellos, la segmentación de campo, organiza los distintos objetivos presentes en un campo disperso de estrellas de tal manera que estos puedan ser observados adecuadamente. Específicamente, esta fase calcula varios grupos, los integrantes de los cuales se emplean posteriormente en la etapa de asignación de brazos. Adicionalmente, también se determina el centro geométrico de cada uno de estos grupos, información requerida para apuntar correctamente el telescopio.Con respecto a la asignación de brazos, etapa responsable de determinar la asociación más adecuada . La primera se basa en programación lineal y, como demuestran las pruebas, es la que obtiene mejores resultados en términos de las diferentes métricas utilizadas. Sin embargo, este método deja de ser práctico cuando se tiene enfrente campos grandes. En estos escenarios, la segunda solución, estructurada entorno a una metaheurística, obtiene buenos resultados en un tiempo de ejecución asumible. Finalmente, los planes de asignación resultantes se pasan a un planificador de trayectorias. El planificador de trayectorias es el tercer y último paso del proceso. Este analiza individualmente cada plan de asignación, devolviendo movimientos coordinados para todos los brazos involucrados. Estos movimientos, una vez traducidos a instrucciones de bajo nivel y ejecutados por el software que controla los correspondientes actuadores, colocarán el espejo de cada brazo en en la ubicación del cielo correspondiente. Las pruebas experimentales muestran que el planificador es capaz de calcular movimientos exitosos. Esto es así tanto en un escenario típico en el que se producen varias instancies de los dos tipos de conflictos que puede surgir en MIRADAS como en una serie de escenarios con objetivos científicos reales