Transparency and stability performance improvement in haptic devices
Haptik cihazlarda şeffaflık ve kararlılık performansının iyileştirilmesi
- Tez No: 338233
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 242
Özet
Haptik cihazlar şeffaflık, kararlılık, konum doğruluğu ve kuvvet kontrolü doğruluğu açısından değerlendirilmektedirler. Haptik cihazlarda doğru benzetimler için hassas hız ve ivme kestirimlerine ihtiyaç vardır. Bu tez ilk olarak, hız ve ivme kestirimlerine odaklanmaktadır ve iki yeni kestirim tekniği önermektedir. Tezdeki ikinci hedef ise şeffaflık iyileştirmesidir. Şeffaflık bir sanal modelin kullanıcıya ne kadar iyi yansıtıldığını gösteren bir ölçüttür. Klasik kuvvet kontrol algoritmaları yüksek şeffaflık için yeterli değildir. Bu nedenle, alternatif olarak, motor akımı tabanlı tork geri beslemeli bir dengeleyici geliştirilmiştir. Haptik cihazlarda, sadece aktif motorları kullanarak şeffaflığı iyileştirme çabaları kararlılığı tersine etkilemektedir. Şeffaflık ve kararlılığı birlikte iyileştirmek için de, aktif motor ve pasif freni birlikte kullanarak yeni bir karma kontrol algoritması geliştirilmiştir. Çok serbestlik dereceli haptik cihazlarda konum ve kuvvet kontrolü doğruluğu çoğunlukla problemlidir. Jacobian matrisi içindeki herhangi bir kinematik parametrenin değişimi, konum ve kuvvet kontrolü doğruluğunu olumsuz etkilediği için, haptik cihazlarda kinematik kalibrasyonun gerekliliği kaçınılmazdır. Bununla birlikte, çoğu haptik manipülatör avantajlarından dolayı eklemlerde kablo kasnak mekanizmalarını kullanmaktadır, fakat bu mekanizmalar iletim hatalarına neden olmaktadır. Bu nedenle, kablo kasnak mekanizması iletim hataları için bir teori geliştirilmiştir. Daha sonra, 7 serbestlik dereceli bir haptik cihaz için bu iletim hatalarını içeren kapalı zincir bir kinematik kalibrasyon tekniği ileri sürülmüştür. Fazlalık eklem içeren haptik manipülatörlerin ayarlanabilir duruş kabiliyeti performans iyileştirmeleri için kullanılabilmektedir. Son olarak, 7 serbestlik dereceli haptik cihazın kararlılığını iyileştirmek için bir optimal duruş kontrol algoritması geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Haptic devices are evaluated in terms of transparency, stability, pose and force control accuracy. Precise velocity and acceleration estimations are needed in haptic devices for accurate simulations. This thesis firstly focuses on velocity and acceleration estimations from incremental encoders and proposes two new estimation techniques. The second goal in the thesis is transparency improvement. The transparency is a metric that shows how well a virtual model is reflected to the user. Conventional force control algorithms are not sufficient for high transparency. Therefore, as alternative, a motor current based torque feedback compensator is developed. The transparency improvement efforts by using only active actuator adversely affect stability in haptic devices. In order to improve both stability and transparency, a new hybrid control algorithm is developed by employing active and passive actuators. Pose and force control accuracy are mostly problematic in multi-DOF haptic manipulators. Since the deviation of any kinematic parameter in Jacobian matrix adversely affects the accuracy of pose and force control, kinematic calibration is indispensible for haptic manipulators. Besides, most of the haptic manipulators use capstan drive mechanisms in the joints due to their advantages; but cause transmission errors. Therefore, a theory is developed for the capstan drive transmission errors. Then, a closed-chain kinematic calibration technique including transmission errors is introduced for a 7 DOF haptic device. Adjustable posture ability of redundant haptic manipulators can be used for performance improvements. Finally, an optimal posture control algorithm is developed to improve the stability of the 7-DOF haptic device.
Benzer Tezler
- İşbirlikçi robotların haptik arayüzlerle teleoperasyonu
Haptic teleoperation of cooperating robots
ÖMER FARUK ARGIN
Doktora
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Fe2O3 and SnO2 nanoparticles in polymer matrices: Towards vinyl hybrid inorganic/polymer nanocomposites
Polimer matrislerinde Fe2o3 ve SnO2 nanoparçacıkları: Vinil hibrid anorganik/polimer nanokompozitler
BÜRGEHAN TERLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ADEM LEVENT DEMİREL
PROF.DR. MEHMET SUAT SOMER
- Doğal dil ile SQL ve görselleştirme koduna dönüşümde büyük dil modellerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of large language models for natural language to SQL and visualization code generation
BAYKAL MEHMET UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEFER BADAY
- 2000'li yıllarda Türkiye'de uygulanan bütçe politikaları
Budget policies implemented in Türkiye's in the 2000's
FATMA GÖLCÜ
- Vakum ortamında, düşük sıcaklıklı, taranabilen harici optik geri beslemeli diyot lazer sistemi platformunun tasarlanması, kurulması ve çalıştırılması
Desinging, establishing and working tunable external cavity diode lazer system platform with optical feedback under low temperature and vacuum
BÜLENT HARUN KILIÇ
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN MUTLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA