Controller design for haptic systems under delayed position and velocity feedback
Gecikmeli pozisyon ve hız gerbeslemesine sahip haptik sistemler için kontrolcü tasarımı
- Tez No: 312261
- Danışmanlar: PROF. DR. HİTAY ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Bu tez zaman gecikmeli pozisyon ve hız geribeslemesine sahip haptik sistemler için denetleyici tasarımı ile ilgilidir. Mekanik sistemler ikinci dereceden dinamik denklemler ile tanımlanmıştır. Zaman gecikmeli bu sistemin karakteristik denklemi yarı-polinom (kuasi-polinom) içermektedir. Sistemin karakteristik denklemi, çeşitli değişken değişikleriyle basitleştirilerek, kararlılık analizi analitik olarak gerçekleştirilmiş, kararlı parametreleri gösteren grafikler Matlab yardımı ile elde edilmiştir.Daha sonra, iki farklı optimizasyon tekniği uygulanılarak, en uygun parametreler hesaplanmıştır. H_infinity optimizasyonu, iki mekanik sistemin birbirini takip etme hatalarını minimize ederken, yüksek enerji gerektirmeyen parametreleri hesaplamaktadır. H_infinity analizinin bilgisayar ortamında gerçekleştirilmesi, her bir frekans için işlem yapıldığ için yüksek hesaplama bedeli gerektirmektedir. Öte yandan kararlılık marjı optimizasyonu tekniği, sistemin bant genişliği ve gürbüzlüğü arasında denge kurmaktadır. Sadece belirli bir frekansta uygulandığı için düşük hesaplama bedeli vardır. Mekanik sistemdeki ve zaman gecikmesindeki karışıklıklara karşı gürbüzlük analizi yapılmıştır. Son olarak elde edilen sonuçlar üç serbestlik dereceli gerçek zamanlı deney düzeneğinde test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Thisthesis considers controller design for haptic systems under delayed position and velocity feedback. More precisely, a complete stability analysis of a haptic system, where local dynamics are described by some second-order mechanical dynamics, is presented. Characteristic equation of this system with time delays involves quasi-polynomials. By a change of variables in the characteristic equation, stability conditions are obtained analytically and regions are plotted by using Matlab.Next, using two optimization techniques (H_infinity and stability margin optimization) optimal choice for the controller gains is proposed. H_infinity optimization minimizes tracking error between devices while avoiding large control action inputs. H_infinity analysis requires high computational cost for accurate results due to its dependency to frequency domain. On the other hand, stability margin optimization defines a cost function that expresses the trade-off between system bandwidth and robustness with low computational cost. The derived results are tested on an three degree-of-freedom real-time experimental platform to illustrate the theoretical results. Finally robustness analysis is performed for optimal parameters to find allowable delay perturbations.
Benzer Tezler
- Stability robustness and rendering fidelity trade-offs of haptic interfaces under admittance control
Admitans kontrolü altındaki dokunsal arayüzlerinin kararlılık gürbüzlüğü ve görünteleme doğruluğu arasındaki ödünleşimler
ÖMER BURAK ALADAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Design and implementation of a torque-based predictive steering assistance for human-centered and safe automated driving
İnsan-merkezli ve güvenli otomatik sürüş için tork tabanlı öngörümlü direksiyon yardımcı sisteminin tasarımı ve gerçeklenmesi
ZİYA ERCAN
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- Teleoperation system design of a robot assisted endoscopic pituitary surgery
Robot yardımlı endoskopik hipofiz ameliyatının teleoperasyon sistemi tasarımı
GİZEM ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Optimal exoskeleton design and e ffective human-in-the-loop control frameworks for rehabilitation robotics
Rehabilitasyon robotları için optimal dış-iskelet ve etkin insan etkileşimli kontrol çatıları tasarımı
AHMETCAN ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2014
Fizyoterapi ve RehabilitasyonSabancı ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Ekstrüzyona dayalı yapımda yeniden yapılandırma süreçleri için kavramsal bir çerçeve
A conceptual framework for the reconfiguration processes in extrusion-based making
HÜLYA ORAL KARAKOÇ
Doktora
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU