Simulation of biped locomotion of humanoid robots in 3D space
İnsansi robotlarin 3 boyutlu uzayda 2 ayakli hareketinin benzetimi
- Tez No: 268978
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL ÖZGÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 309
Özet
Bu tezin ana amacı, 4 temel hareket evresini kapsayan sürdürülebilir bir 2 ayaklı yürüyüşü gerçekleştirebilmesi amacıyla belirlenmiş olan bir kontrol algoritması kullanılarak, bir insansı robotun tepkisinin simüle edilmesidir. İnsansı robot modelini oluşturan temel vücut parçaları, belirlenmiş olan temel fiziksel parametreler ve varsayılmış olan kinematik modeller doğrultusunda şekillendirilmiştir.Çeşitli hareket evrelerinde değişmeyen ve 14 ü sanal olmak üzere toplam 27 parçadan oluşan kinematik model, 26 serbestlik derecesi olan bir insansı robot modelini oluşturmaktadır. Robot modeli için sözkonusu olan kinematik ilişkiler yenilemeli formülasyonlar ile elde edilmiştir. Dinamik denklemlerin türetilmesi Newton-Euler formulasyonı ile gerçekleştirilmiştir. Kalça ve kalça kütle merkezi, ayak ucu ve ayak ucu noktası için konumları,açısal konumları, doğrusal ve açısal hızlarını tanımlayan bir yörünge tanımlama algoritması oluşturulmuştur. Öngörülü en iyi komut ivmesi hesaplanması ve hesaplanan tork kontrol yöntemi tabanlı bir kontrol stratejisi uygulanmıştır. Simülasyon MATLAB Simulink'te yürütülmekte ve simülasyonun görüntülenmesi MATLAB Simulink Virtual Reality Toolbox ile sanal bir ortam içinde gerçekleştirilmektedir. Simülasyon sonuçları ve kullanıcı tarafından tanımlanmış olan referans girdisi sanal ortamda aynı anda gösterilmektedir.Bu çalışmada insansı robotların iki ayaklı hareketi için bir simülasyon ortamı kurulmuştur. Bu tezin yardımıyla kullanıcı, simülasyonun modüler yapısını değiştirerek çeşitli kontrol stratejilerini test edebilir ve insansı bir robotun yapılmasının öntasarım çalışması için gerekli olan bilgiyi elde edebilir.
Özet (Çeviri)
The main goal of this thesis is to simulate the response of a humanoid robot using a specified control algorithm which can achieve a sustainable biped locomotion with 4 basic locomotion phases. Basic parts for the body of the humanoid robot model are shaped according to the specified basic physical parameters and assumed kinematic model.The kinematic model, which does not change according to locomotion phases and consists of 27 segments including 14 virtual segments, provides a humanoid robot model with 26 degrees of freedom (DOF). Corresponding kinematic relations for the robot model are obtained by recursive formulations. Derivation of dynamic equations is carried out by the Newton-Euler formulation. A trajectory definition algorithm which defines positions, orientations, translational and angular velocities for the hip and its mass center, toe part of the foot and its toe point is created. A control strategy based on predictive optimum command acceleration calculations and computed torque control method is implemented.The simulation is executed in Simulink and the visualization of the simulation is established in a virtual environment by Virtual Reality Toolbox of MATLAB. The simulation results and the user defined reference input are displayed simultaneously in the virtual environment.In this study, a simulation environment for the biped locomotion of humanoid robots is created. By the help of this thesis, the user can test various control strategies by modifying the modular structure of the simulation and acquire necessary information for the preliminary design study of a humanoid robot construction.
Benzer Tezler
- İnsansı robotlarda yürüme
Humanoid walking
SABRİ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- Linear inverted pendulum model and swing leg dynamics in biped robot walking trajectory generation
Doğrusal ters sarkaç modeli ve iki bacaklı yürüyen robotlarda yörünge elde edilmesinde salınan bacak dinamiği
UTKU SEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEMALETTİN ERBATUR
- Towards the enhancement of biped locomotion and control techniques
İki bacaklı robotun yürüme ve kontrol tekniklerinin zenginleştirilmesi
BAŞAK YÜKSEL
Doktora
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- 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
- İki ayaklı yürüme hareketinin modellenmesi ve kontrolu
Modeling and control of biped locomotion
MESUT ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU