Load independent trajectory control for an artificial muscle
Bir yapay kas için yükten bağımsız yörünge denetimi
- Tez No: 139078
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMED ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: McKibben, yapay kas, histeri, doğrusal olmayan sistem ler, denetim, McKibben, artificial muscle, rubbertuator, hysteresis, non-linearity, control
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
ÖZET BİR YAPAY KAS İÇİN YÜKTEN BAĞIMSIZ YÖRÜNGE DENETİMİ Bu çalışmada geri besleme gecikmelerinden kurtulmak için PID'ye (Proportional- Integral- Derivative) alternatif yeni bir denetim yöntemi geliştirmek amacıyla basınçlı hava ile çalışan McKibben yapay kaslarının histeretik özellikleri araştırıldı. Kütle değişimlerine kendini uyarlayan bir fiziksel model geliştirilerek hareketin yörüngesinin yükten bağımsız olması amaçlandı. Bu çalışmada, bir yapay kas üzerine yoğunlaştık ve modelimizi farklı basınç ve farklı yüklerde kasın kasılması ölçerek oluşturduk. Öngörülen model kasın hareketi esnasında oluşan kuvvetlerin hesaplanmasını gerektirmektedir. Bu kuvvetler kasın kasılma miktarı, hızı ve ivmesi ile ilişkilidir, ilk olarak, kasın kaldırdığı yükün kütlesi kuvvetler hesaplanarak ölçülür. Sonra da basınç ve kasılma miktarını ilişkilendiren matematiksel model oluşturulur. Katsayılar hem yükün kütlesine, hem de hava basıncını denetleyen elektrik akımının hızına bağlıdır. Kasın yay benzeri özelliğinden dolayı, aynı denetim sinyali için kasılma oranları farklı kütlelerde farklı olmaktadır. Yükten bağımsız yörünge denetimini geliştirmek için, fiziksel model kütleye bağlı parametreleri içermelidir. Bu denetim sisteminde, denetim sinyali (elektrik akım girdisi) ve elektrik akım hızı hedef yörüngeyle ilişkilendirilir. Denetim sistemi açık-döngülüdür ve geri beslemeye ihtiyaç duymaz.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT LOAD INDEPENDENT TRAJECTORY CONTROL FOR AN ARTIFICIAL MUSCLE In this study, the hysteretic characteristics of pneumatic McKibben artificial muscle were investigated to develop an alternative trajectory control method to tradi tional PID (Proportional-Integral-Derivative) controller avoiding feedback delays. Fur thermore motion trajectory is intended to be payload independent by developing a physical model that will adapt itself to mass changes. In this study, we focus on only one actuator and evaluate our model experimentally. The contraction of the muscle against different pressure values was measured for several different load masses. The proposed model requires computation of actual forces involved in the motion generation of the muscle. These forces are related to contraction ratio, speed, and acceleration of the actuator. First, the load mass that the muscle lifts is measured by force sensation. The mass assessment is performed by using a friction coefficient model. Next a mathematical model relating actuator pressure with its contraction ratio is established. The coefficients are related to both the load mass and the electrical current speed that controls the servo valve pressure. Because of the spring-like characteristics of the muscle, its contraction ratio is different for different loads for the same control signal. To achieve load independent trajectory control, the physical model must contain mass related parameters. In this control system, control signal (input electrical current) and electrical current speed are related to the target trajectory. The control system is open-loop, and has no feedback.
Benzer Tezler
- Nöral-genetik tabanlı optimal bulanık kontrolörün gerçeklenmesi ve DC servomotora uygulanması
Design of neural-genetic based optimal fuzzy controller and application to DC servomotor
İBRAHİM BEKLAN KÜÇÜKDEMİRAL
Doktora
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GALİP CANSEVER
- Esnek manipülatörün modellenmesi ve kontrolü
Modelling and control of flexible manipulator
BERKAN HIZARCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU
- Otomatik yönlendirmeli bir aracın gövde hızı ve gövde açısının gerçek zamanlı kontrolü
Real time speed and direction angle control of an automated guided vehicle
ABDULLAH BAŞÇİ
Doktora
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN DERDİYOK
- Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları
Controlled lagrangian methods and applications
HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- İki serbestlik dereceli prototip paralel mekanizmanın tasarımı ve imalatı
Design and manufacture of a two degrees-of-freedom prototype parallel mechanism
ÜNSAL DİNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÇEVİK