Tracking and regulation control of a two-degree-of-freedom robot arm
İki serbesti dereceli bir robotun takip ve regülasyon kontrolü
- Tez No: 313486
- Danışmanlar: PROF. DR. ARİF BÜLENT ÖZGÜLER
- 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 tezde, iki serbesti dereceli seri sıra döner-döner eklemli bir robot kolu için iç kararlılık, referans sinyali takibi ve tork bozucu etki regülasyonunu sağlayan servomekanizma sentezi tartışılmıştır. Öncelikle sürtünme etkilerini ihmal ederek Euler-Lagrange yöntemi ile robotun dinamik denklemlerini türetiyoruz. Daha sonra, sistem tanılama yöntemlerini kullanarak, deneylerle gerçek sistemden elde edilen verilere dayalı bir tesis modeli türetiyoruz. Akabinde pasiflik özelliklerini kullanarak sistemi stabilize etmek için yerçekimi telafi yöntemi ile birlikte PD ve PID kontrolörleri kullanıyoruz. Alternatif olarak, sistem modelini doğrusallaştırıyor ve aynı kontrolörlerin performansını inceliyoruz. İç model prensibine başvurarak doğrusal bir kontrolör tasarlanmış ve doğrusal olmayan tesis modeline direk olarak uygulanmıştır. Robotun her kanalında önerilen beşinci derece doğrusal kontrolörler sadece basamak, rampa ve bir frekansta sinüzoidal sinyallerin takibini sağlamakla kalmamış, aynı zamanda basamak, rampa ve sinüzoidal bozucu etkilerin regülasyonunu da sağlamışlardır. Tesis modeli doğrusal olmasa da, sentezlenen doğrusal kontrolörün PID kontrolörlerden daha iyi performans verdiği simülasyonlarla gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, servomechanism synthesis for a two-degree-of-freedom (2-DOF) serial chain revolute-revolute joint robot arm that achieves internal stability, reference signal tracking, and torque disturbance regulation is considered. We first derive the dynamic equations of the robot arm with Euler-Lagrange method by ignoring the effects of friction. Then, using system identification methods, we derive a plant model based on data obtained from a real system through experiments. We then employ PD and PID controllers along with the gravity compensation method to stabilize the system using the passivity properties. Alternatively, we linearize the system model and examine the performance of the same controllers. A linear controller is synthesized by invoking the internal model principle and is directly applied to the nonlinear plant model. The proposed fifth order linear controllers at each channel of the robot arm suffices to achieve not only tracking of step, ramp, and sinusoidal signals at one frequency, but also regulation of step, ramp, and sinusoidal disturbances. It is shown via simulations that, even though the plant model is nonlinear, the synthesized linear controller performs better than the commonly used PID controllers.
Benzer Tezler
- Bir ve iki serbestlik dereceli süreç kontrol yapıları için tasarım yöntemleri
Tuning methods for one and two degree of freedom process control structures
MEHMET KIVANÇ ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ENGİN YEŞİL
- Modelling, identification and passivity-based control of 6 dof industrial robot
6 serbestlik dereceli endüstriyel robotun modellenmesi, tanılanması ve pasiflik tabanlı kontrolü
MEHMET ALİ AKBULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Sabit kanatlı hava aracı için kuaterniyon tabanlı optimal doğrusal karesel düzenleyici veintegral kontrolcü
Quaternion-based linear quadratic regulator and integral controller design for a fixed-wing aircraft
ECE NUR DEMİRHAN COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Development and control of an active torsional vibration damper for vehicle powertrains
Taşıt güç aktarma sistemleri için aktif torsiyonel titreşim damperi geliştirilmesi ve kontrolü
ALİŞAN YÜCEŞAN
Doktora
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Otobüs kapak üretim prosesinin robotik otomasyonla optimizasyonu ve triz metodolojisine uygulanması
Optimisation bus lid production with robotics automation and triz implementation
ÖMER ZURNALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK