Control of hexapedal pronking through a dynamically embedded spring loaded inverted pendulum template
Altı bacaklı pronklama davranışının dinamik olarak gömülmüş yaylı ters sarkaç şablonu ile kontrolü
- Tez No: 255406
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AFŞAR SARANLI, YRD. DOÇ. ULUÇ SARANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Pronklama, bacaklı mobil sistemlerde, bütün bacakların senkronize bir şekilde kullanldığı, genellikle göreceli olarak düşük hızlarda hareket eden, fakat uzun uçuş sürelerine ve yüksek zıplama irtifalarına ulaşabilen bir davranış biçimidir. Bu davranışın robotik sistemlerdeki kullanımı, eksik eylem kapasitesine sahip bacak tasarımları ve varolan kontrolcülerin açık-döngü tabanlı olmalarından dolayı, yunuslama hareketinde ciddi kararsızlık sorunlarını beraberinde getirmektedir. Bununla beraber, bu davranısın kinematik açıdan basit yapısı ve dinamik doğası, doğal veya robotik koşucular için başarısı defalarca ortaya konmuş bir kestirimci model olan Yaylı Ters Sarkaç (YTS) modelinin daha gürbüz ve yüksek manevra kabiliyetine sahip bir pronklama davranışını elde edebilmek için temel olarak kullanılması fikrini desteklemektedir. Bu tez kapsamında, yapısal olarak basit fakat dinamik bir şablonun, daha karmaşık bir dinamik sisteme gömülmesi tabanına dayanan ?şablon tabanlı kontrol? yapısının, kararlı ve manevra kabiliyeti yüksek bir pronklama davranışını, eksik eylem gücüne sahip, dikey düzlemde yasayan bir altı bacaklı robot modeli üzerinde gerçeklemek için kullanıldığı yeni bir kontrol algoritması geliştirdik. Bu bağlamda, yüksek seviyede çalışan bir koşma kontrolcüsü YTS şablonunun hız ve yükseklik değerlerini kontrol ederken, yaklaşık ters dinamik yöntemlerinin kullanımı ve dikkatlice tasarlanmış pasif yapısal özelliklerin varlığına dayanan gömme kontrolü, kalan serbestlik derecelerinin kararlılı bir şekilde denetlenmesi ile ilgilenir. Kapsamlı simülasyon deneyleri aracılığı ile, varolan açık-döngü tabanlı kontrolcüler ile karşılastırıldığında, tasarlamış olduğumuz bu yeni kontrol yapısının çok daha iyi kararlılık, manevra kabiliyeti ve kayda değer derecede gürbüzlük artısı sağladığını gösterdik. Buna ek olarak, ciddi oranda algılayıcı ve denetim komut gürültüsü altında kontrolcü performansının korunduğunu da genis bir simülasyon yelpazesi ile gösterdik. Sonuç olarak, daha önce hiçbir sekilde elde edilememiş bir pronklama davranış performansına ulaşmayı başardık.
Özet (Çeviri)
Pronking is a legged locomotory gait in which all legs are used in synchrony, usually resulting in slow speeds but long flight phases and large jumping heights that may potentially be useful for mobile robots locomoting in cluttered natural environments. Instantiations of this gait for robotic systems suffer from severe pitch instability either due to underactuated leg designs, or the open-loop nature of proposed controllers. Nevertheless, both the kinematic simplicity of this gait and its dynamic nature suggest that the Spring-Loaded Inverted Pendulum Model (SLIP), a very successful predictive model for both natural and robotic runners, would be a good basis for more robust and maneuverable robotic pronking. In the scope of thesis, we describe a novel controller to achieve stable and controllable pronking for a planar, underactuated hexapod model, based on the idea of ?template-based control?, a controller structure based on the embedding of a simple dynamical template within a more complex anchor system. In this context, high-level control of the gait is regulated through speed and height commands to the SLIP template, while the embedding controller based on approximate inverse-dynamics and carefully designed passive robot morphology ensures the stability of the remaining degrees of freedom. We show through extensive simulation experiments that unlike existing open-loop alternatives, the resulting control structure provides stability, explicit maneuverability and significant robustness against sensor noise.
Benzer Tezler
- Control Methodologies in Hexahedral Mesh Generation
Yapısal olmayan düzgün altıyüzlü çözüm ağları için kontrol metodolojileri
ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
Doktora
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiVrije Universiteit BrusselMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CHARLES HIRSCH
- Denizli ili sınırlarındaki Büyük Menderes nehri ve yan kolu Çürüksu çayının su kalitesinin belirlenmesi
Determination of water quality of the Big Menderes river (Denizli) and Çürüksu stream
GÜRÇAY KIVANÇ AKYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyolojiPamukkale ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA DURAN
- Finite element simulation of metal forming processes automatic reneshing
Metal şekillendirme işlemlerinin otomatik ağ yenilemeli sonlu eleman benzetimi
SEBAHATTİN KAVAKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. ERMAN TEKKAYA
- Jenerik denizaltı geometrisinin katsayı tabanlı manevrakarakteristiklerinin had ve analitik çözüm yöntemleri ile analizi
Analysis of coefficient-based maneuvering characteristics of generic submarine geometry by CFD and analytical solution method
OĞUZHAN KIRIKBAŞ
Doktora
Türkçe
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Çift eksenli gerilme altında parçalı hopkinson basma çubuğu ile malzeme analizi
Material analysis with the hopkinson pressure bar inbiaxial stress state
SELİN GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU