Geri Dön

Eksik tahrikli robot manipulatörlerin kontrolu ve donanımlı simülatörle gerçeklenmesi

Control of underactuated robot manipulators and their implementation on a hardware in the loop simulator

  1. Tez No: 252180
  2. Yazar: AYDEMİR ARISOY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. O. SETA BOĞOSYAN, PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Bu çalışmada, dinamik modellerinde serbestlik derecesinden daha az kontrol girişi bulunan denklemlere sahip eksik tahrikli robot manipülatörlerin hareket kontrolu problemi incelenmiştir. Doğrusal olmayan ve ayrışamayan hareket denklemlerine sahip bu sistemlerin konum ve yörünge kontrolu için dayanıklı kontrol yöntemlerinden olan kayma kipli kontrol ve yüksek dereceli kayma kipli kontrol yöntemleri kullanılmıştır. Eksik tahrikli robot manipülatörleri olarak; esnek mafsallı robot kol ve pendubot sistemleri kullanılmıştır. Esnek mafsallı robot kol dinamik modelinde yer alan şekil kipleri nedeniyle eksik tahrikli sistemler sınıfında yer almaktadır. 1-Serbestlik dereceli esnek mafsallı robot kol uç noktasının hassas konum ve yörünge izleme kontrolu için kayma kipli ve yüksek dereceli kayma kipli kontrol yöntemleri ile kontrolörler tasarlanmıştır. Bu yöntemlerle türetilen kontrol algoritmaları pendubot kararsız denge noktalarında denge ve salınım kontrolu için uyarlanmıştır. Kontrol edilen eksik tahrikli robot manipülatörlerinin eklem motorlarının doğrudan tahrikli motorlara sahip olduğu düşünülerek, motor dinamikleri de kontrol tasarım hesaplamalarına ilave edilmiştir. Bu yaklaşımla kontrolörlerin performansları hassas kontrol için geliştirilmiştir. Kontrol edilen sistemlerin doğrudan tahrikli sistemler olması nedeniyle, doğrudan tahrikli motor milinde oluşan moment salınımlarını küçültebilmeleri açısından yapılan moment salınım analizleri ile de kontrolörlerin performans incelemesi yapılmıştır. Türetilen kontrolörler literatürde bulunan güncel yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Kontrolörler bilgisayar benzetimleri ile denenmişlerdir. Donanımlı benzetim tekniği kullanılarak deneysel olarak gerçeklenmişlerdir. Donanımlı benzetimler için doğrudan tahrikli robot manipülatörlere uygun, doğrudan tahrikli motorlarla kurulan donanımlı simülatör deney düzeneği olarak kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this study, motion control problem of underactuated robot manipulators that has fewer control inputs than degree of freedoms in their dynamic model has been examined. Sliding mode control and high order sliding mode control methods that are robust control methods have been used for position and trajectory tracking control of these systems that have nonlinear and decomposed motion equations. Flexible link robotic arm and pendubot have used as underactuated robot manipulators. Flexible link robot arm is classified in underactuated systems due to their dynamics including shape modes. Controllers are designed using sliding mode and high order sliding mode control methods for precise tip position and trajectory tracking control of 1-degree of freedom flexible link robot arm. Derived control algorithms by these methods have been adapted for balance and swing up control at the unstable equilibrium points of pendubot. As thought the joint motors of controlled underactuated robot manipulators have direct drive motors, motor dynamics are added to controller design calculations. With this approach, controllers? performances have been improved to precise control. Performance of the controllers has been examined aspect from their decreasing ability of occurring torque ripples in direct drive motor shaft by torque ripple analysis? due to being direct drive systems that are controlled. Derived controllers have been compared with actual methods that have been in literature. Controllers are tested by computer simulations. They have been implemented using hardware in the loop simulation technique. Hardware in the loop simulator has been used as an experimental set-up that including direct drive motors and suitable for direct drive underactuated robot manipulators.

Benzer Tezler

  1. Motion and force control of underactuated robot manipulators based on projected inverse dynamics

    Eksik tahrikli robot kolların ters izdüşüm dinamiği yöntemi ile hareket ve kuvvet kontrolü

    SEDA KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mekatronik MühendisliğiBahçeşehir Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET BERKE GÜR

  2. Eksik tahrikli iki bacaklı bir robotun tasarımı ve yürüyüş kontrolünün gerçekleştirilmesi

    Design and gait control of an underactuated bipedal robot

    ERMAN SELİM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSA ALCI

  3. Optimal trajectory generation and adaptive control of an underactuated and self-balancing lower body exoskeleton

    Eksik tahrikli ve özdengelemeli bir alt gövde dış iskelet robot için eniyileştirilmiş yörünge planlaması ve uyarlamalı kontrol uygulaması

    AHMED ADEL AHMED FAHMY SOLIMAN AHMED ADEL AHMED FAHMY SOLIMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mekatronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. REGAİP BARKAN UĞURLU

  4. Stochastic analysis and adaptive control studies in legged systems

    Bacaklı sistemlerde stokastik analiz ve adaptif kontrol çalışmaları

    GÜNER DİLŞAD ER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA MERT ANKARALI

    PROF. DR. ULUÇ SARANLI

  5. Quadcopter trajectory tracking control using reinforcement learning

    Pekiştirmeli öğrenme ile quadcopter yörünge takibi kontrolü

    MUSTAFA ERDEM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ