Nonlinear control methods of industrial serial robots
Endüstriyel seri robotların doğrusal olmayan kontrolü
- Tez No: 349786
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SIDDIK MURAT YEŞİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Robotlar yüksek dereceden doğrusal olmayan sistemlerdir. Bununla birlikte, kusursuz şekilde modellenmeleri gerekmektedir. Bu kütlelerin, kütle merkezlerinin ve sürtünme katsayılarının mutlak değerlerini bilemeyeceğimiz için imkansızdır. Bu değerleri mutlak doğrulukta biliyor olsak bile, bu değerler değişebilmektedir. Robotun belirsiz bir yük taşıdığı durumda kütleler ve kütle merkezleri de değişmektedir. Sürtünme katsayıları da zaman ile tozdan ve kirden etkilenerek değişmektedir. Bunlar ve benzeri durumlar modellenemeyen belirsizlikler ortaya çıkarmaktadır. Bu belirsizlikler, istenilen yörüngenin düzgün takip edilememesine sebep olmaktadır. Bu çalışmada, doğrusal olmayan kontrol yöntemlerinden hesaplanmış tork kontrolü ve adaptif kontrol yöntemlerinin, yeni ve hızlı robot modelleme teorisi olan Uzaysal Operatör Cebri (UOC) ile birleştirilmesi ile ilgilenilmektedir. Hesaplanmış tork kontrolü ve adaptif kontrolün Uzaysal Operatör Cebri ile kullanılması, sisteme hem sağlamlık hem de hız kazandırmaktadır. Ayrıca, bu çalışmada ABB'nin endüstriyel robotlarından biri olan IRB 6620'nin gerçek parametreleri kullanılarak başarılı şekilde elde edilen sonuçlar gösterilmiştir. Projede ilk olarak seçilen endüstriyel robotun dinamik modeli UOC ile oluşturulmuştur. Daha sonra bu doğrusal olmayan sistemi kontrol etmek için, doğrusal olmayan kontrolör olan hesaplanmış tork kontrol yöntemi uygulanmıştır. Hesaplanmış tork kontrol yöntemi, geri besleme doğrusallaştırmasının özel bir uygulamasıdır. Hesaplanmış tork kontrol yöntemi, etkin ve güçlü bir kontrolördür ama belirsizliklerden kaynaklı yörünge hatalarını düzeltme kabiliyeti yoktur. Belirsizliklerden kaynaklanan yörünge hatalarını düzeltmek için bu çalışmada Adaptif kontrol kullanılmıştır. Adaptif kontrol robotun uç işlevcisinin seçilen parametrelerin belirsizliği durumunda, adaptif güncelleme kuralı sayesinde parametreleri sürekli güncelleyerek istenilen yörüngeye yakınsamasını sağlar.
Özet (Çeviri)
Robots present some problems that come from their nature. They are highly nonlinear systems and they needed to be modeled perfectly. This is impossible from the fact that we cannot know masses, center of masses and friction coefficients fully. Furthermore, even if we knew, these values could change with time. Grasping an unknown load could change masses and center of masses. Friction coefficients could change because of lubricants, dust, etc. in time. In a trajectory tracking application, unmodeled dynamics deteriorate the path and cause trajectory tracking errors. This work intends to represent to unify strong nonlinear control theories with a novel and fast robot modeling theory, called as Spatial Operator Algebra (SOA). With unification of computed-torque control and adaptive control to the SOA method, both robustness and speed for robots are provided at the same time. In addition to that, applying these theories to an ABB industrial robot arm (IRB 6620) using its real parameters into simulation is our another main concern. Obtained successful results are shown in detail. The project starts with dynamic modeling of an industrial robot using SOA. Then, to design a nonlinear controller, computed torque control has been applied to the robot. Computed torque is a special application of feedback linearization of nonlinear systems, which allows us to derive effective robot controllers. However, computed torque cannot eliminate trajectory tracking errors caused from uncertainties, but Adaptive control can. Adaptive control can provide the robot end-effector to converge to a desired trajectory with uncertain parameters being updated online.
Benzer Tezler
- Antropomorfik robotların dinamiği ve adaptif kontrol uygulamaları: Matlab/Simulink modelleme
Anthropomorphic robot's dynamics and adaptive control applications: Matlab/Simulink modeling
MUHAMMET ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS JAFAROV
- 6 serbestlik dereceli endüstriyel robotlar için sürü zekâlı algoritmalara dayalı optimal yörünge planlaması ve kontrolü
Optimal trajectory planning and control based on swarm intelligence algorithms for 6 dof industrial robots
HASAN KARCI
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TANGEL
- Staubli RX160 manipülatörün sensörsüz kuvvet kontrolü
Sensorless force control of Staubli RX160 manipulator
ONUR TAŞKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Novel mechanism and controller design for hybrid force-position control of humanoid robots
İnsansı robotlarda birleşik kuvvet-konum kontrolü için yenilikçi mekanizma ve kontrol tasarımı
CİHAT BORA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. PINAR BOYRAZ
- 6-3 stewart platform mekanizmasının kinematik, dinamik analizi ve kontrolu
Kinematics, dynamics and control of 6-3 stewart platform mechanism
SAİT N. YURT
Doktora
Türkçe
2002
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ÖZKOL