An algorithm to resolve the optimal locomotion problem of modular robots
Modüler robotların hareket planlaması sorununu çözen bir algoritma
- Tez No: 176767
- Danışmanlar: PROF. DR. REŞİT SOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu çalışmada, modüler robotların en uygun hareketini bulmak için özgün bir algoritma geliştirilmiştir. İyileştirme kriteri olarak toplam enerji tüketimi göz önüne alınmıştır. Enerji tüketimini hesaplamak için robotun kinematik ve dinamik analizleri yapılmıştır. Değişken modül sayısı sebebiyle bu analizler için yinelemeli bir formülasyon geliştirilmiştir. Temas noktalarındaki sürtünmeyi modellemek için Coulomb' un statik ve dinamik sürtünme modelleri kullanılmıştır.Modüler robotların hareketi sırasında, temas noktalarının sayısı ve konumu zamana göre değişir. Bu yüzden dinamik denge denklemlerinin yapısı değişmektedir. Temas noktalarının sayısına ve konumuna bağlı olarak dinamik denge denklemlerinin sayısı, bilinmeyenlerin sayısından çok, bilinmeyen sayısına eşit veya bilinmeyen sayısından az olabilmektedir. Denklem sayısının bilinmeyen sayısından az olduğu durum statik olarak belirsiz bir sisteme yol açmaktadır. Bu statik belirsizlik sorununu çözmek için modüler robot üzerindeki esnek uzuvların uzamasını veya kısalmasını göz önüne alan özgün bir çözüm yöntemi geliştirilmiştir.Diğer bir önemli katkı da dinamik denge denklemleri ile ilgili tekilliklerin belirlenmesidir. Bu çalışmada, modüler robotun temas noktalarındaki teğet hızları aynı yönde olduğu takdirde dinamik denge denklemlerinin tekil olduğu gösterilmiştir. Geliştirilen hareket eniyileştirme algoritması, tekil durumlardan sakınacak bir biçimde düzenlenmiştir. Geliştirilen yöntem modüler ve otonom olarak şekil değiştirebilen bir robot olan MTRAN kullanılarak açıklanmıştır. Fakat bu yöntem bazı yapısal parametrelerin değiştirilmesi ile diğer modüler robotlara da uygulanabilir. Bu çalışmada ayrıca elde edilen hareketi göstermek için ticari bir paket yazılım olan Mathematica kullanılarak görsel bir benzetim ortamı geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a novel optimal motion planning algorithm is developed for the locomotion of modular robots. The total energy consumption of the robot is considered to be the optimization criteria. In order to determine the energy consumption of the system, the kinematic and dynamic analyses of the system are performed. Due to the variable number of modules in the system, a recursive formulation is developed for both kinematic and dynamic analyses. Coulomb's static and dynamic friction models are used to model the frictional forces at the contact points.In modular robot locomotion, the number of contact points and the positions of the contact points vary with time. As a result, the structure of the dynamic equilibrium equations changes. Depending upon the number and type of contacts (i.e., contact with static or dynamic friction), the dynamic equilibrium equations may lead to an overdetermined, regular or underdetermined system of equations. The last case implies that the system is statically indeterminate. A novel solution method, which takes into account the deflections of the flexible links in the modular robot, is introduced to resolve this statical indeterminacy problem.Another important contribution is the identification of the singularities associated with the dynamic equilibrium equations. It is shown that these equations become singular when all tangential contact point velocities are in the same direction. The developed optimal motion planning algorithm ensures that such singularities are avoided.The procedure is illustrated via a modular, self reconfigurable robot called MTRAN. However, the method may be easily extended to other modular robots by changing the structural parameters. In order to display the resulting motion, a visual simulation program is developed for MTRAN using the commercial software Mathematica.
Benzer Tezler
- A stable, energy and time efficient biped locomotion
Kararlı, enerji ve zaman tasarruflu iki bacaklı yürüme
SABRİ YILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- Determination of optimal solar cell parameters using improved particle swarm optimization algorithm
Geliştirilmiş parçacık sürü optimizasyon algoritması kullanarak optimal güneş pili parametrelerinin belirlenmesi
HAMSA ABDULKAREEM NASHOOR NASHOOR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gelişim ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMOUD H. K. ALDABABSA
DR. ÖĞR. ÜYESİ KHALİD O. MOH. YAHYA
- Comparing audio features for speech emotion recognition using machine learning algorithms
Konuşmadan duygu çıkarımı için makine öğrenimi algoritmaları kullanılarak ses özelliklerinin karşılaştırılması
FATMA GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve TeknolojiMEF ÜNİVERSİTESİBilişim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUNA ÇAKAR
- Optimization of structures in the frequency domain
Yapıların frekans uzayında optimizasyonu
ALİYYE KARA
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN
- Dynamic data replication and distribution in database systems
Veri tabanı sistemlerinde dinamik veri kopyalama ve dağıtımı
SAADI HAMAD THALIJ ALLUHAIBI
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. VELİ HAKKOYMAZ