Geri Dön

Otomatik yönlendirmeli bir aracın gövde hızı ve gövde açısının gerçek zamanlı kontrolü

Real time speed and direction angle control of an automated guided vehicle

PDF İndir

  1. Tez No: 352158
  2. Yazar: ABDULLAH BAŞÇİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ADNAN DERDİYOK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: OYA, yörünge kontrolü, adaptif bulanık mantık kontrol, kesir dereceli PI kontrol, sensörsüz kontrol, parçacık filtre, AGV, trajectory tracking, adaptive fuzzy control, sensorless control, fractional order PI control, particle filter
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Son yıllarda Otomatik Yönlendirmeli Araçlar (OYA) yük taşımada, gezegen keşiflerinde, madencilik ve askeri operasyonlar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. OYA'ların geniş bir alanda yaygın olarak kullanılmasından dolayı bu araçların hareket ve yörünge kontrolü son yıllarda büyük ilgi görmüş ve birçok araştırmacı bu konuda çalışmalar yapmaktadır. OYA'ların işlevlerini etkili olarak yerine getirebilmeleri için iyi bir yörünge kontrolü ve konum belirleme yeteneğine sahip olmaları gerekmektedir. Bu da doğru ve hassas kontrol algoritması ile birlikte yüksek doğruluklu konum sensörlerinin kullanılması ile elde edilebilmektedir. Sensör kullanımı sistemin maliyeti, boyutu ve ağırlığının artmasına ve kablolama karmaşıklığı gibi problemlere neden olmaktadır. Tezin ilk kısmında bazı sistem dinamiklerinin ihmal edilmesinden dolayı oluşan belirsizlikler altında araç hareket ve yörünge kontrolü adaptif bulanık mantık (ABM) ve kesir dereceli PI (KD-PI) kontrolcüler ile gerçekleştirilmiştir. ABM ve KD-PI kontrolcü performansları, klasik PI kontrolcü ile karşılaştırılmış ve deneysel sonuçlar ABM ve KD-PI kontrolcülerin karmaşık referanslar, ani bozucu etki ve ekstra yük uygulanma durumları için daha az aşım, hızlı cevap ve daha iyi yörünge kontrolünü gerçekleştirdiğini göstermektedir. Tezin ikinci bölümünde, OYA'nın sensörsüz kontrolünü gerçekleştirmek için OYA'nın gövde hız ve açısını tahmin eden iki farklı gözlemci önerilmiştir. Sensörsüz kontrol, maliyet ve sistem boyutlarının düşürülmesinin yanında, sistem kurulumunu ve bakımını kolaylaştırması, konum sensörlerinin elimine edilmesinden dolayı ilgili kabloların bağlantılarından kaynaklanan problemlerin giderilmesi gibi avantajlara sahiptir. İlk olarak, motor gerçek ve tahmin edilen akımları ile araç kinematik modelini kullanan anahtarlamalı modda çalışan akım gözlemci önerilmiştir. Ardından araç hareketini sağlayan motor ve tekerlek düzeneğinin dinamik modelini kullanan parçacık filtre gözlemci geliştirilmiştir. Gözlemci performansları araç gerçek gövde hız ve açısı yerine gözlemci tarafından tahmin edilen gövde hız ve açısının kapalı çevrim kontrolünde kullanılması ile test edilmiş ve genişletilmiş Kalman filtresi ile karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, anahtarlamalı modda çalışan gözlemci ve parçacık filtre gözlemcinin araç gerçek gövde hız ve açısı takibini genişletilmiş Kalman filtreye oranla daha az hata ile gerçekleştirdiğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Automated Guided Vehicles (AGVs) are recently used in various applications such as transportation, planetary exploration, mining and military operation. As AGVs have been increasingly used in a wide range of applications, research on motion and trajectory tracking control of AGVs has received great attention from researchers over the past two decades. In order for an AGV to function effectively, it must demonstrate excellent trajectory tracking control and localization capabilities. This is achieved by having accurate and responsive control algorithm as well as installation of high-precision position sensors. However, the installation of the position sensors has some drawbacks related to increasing cost, size, weight, and wiring complexity. In the first part of the thesis, an adaptive fuzzy controller (AFC) and fractional order PI (FO-PI) controller are proposed for robust motion and trajectory tracking control of AGV in the presence of uncertainties that arise from neglecting some of the system dynamics. The performance of the AFC and FO-PI is compared with conventional PI controller and experimental results show that, the AFC and FO-PI have fast response, less overshot and good tracking performance than the PI controller under complex references, sudden disturbance and extra load conditions. The second part of the thesis presents two observers which estimate speed and direction angle of the AGV for sensorless control. The sensorless control not only reduces the cost and size but also simplifies the procedures of system assembly and maintenance and, improves the reliability by eliminating the position sensor and related cabling connections. First, a switch mode current observer based on the measured and estimated currents and kinematic model of the AGV is introduced. Next, a particle filter observer based on the dynamic model of the independent actuators of left and right wheels of AGV is developed. The performance of the proposed observers is tested in the closed loop control of the AGV and compared with the extended Kalman filter. Experimental results show that the real velocity and direction angle of the vehicle are tracked better and the estimation errors are smaller when using the switch mode current observer and particle filter observer.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    255937

    Otomatik yönlendirmeli araç tasarımı ve gerçek zamanlı kontrolü

    Design and real time control of an automated guided vehicle

    EMRAH MERCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADNAN DERDİYOK

  2. Tez No

    315241

    Evolution of paratransit system and its implementations in Turkey: Potential design and technology impact on ameliorating the Dolmuş-Minibus

    Paratransit sistemin evrimi ve Türkiye?deki uygulamasi: Dolmuş-Minibüs kavraminin iyileştirilmesinde potansiyel tasarim ve teknoloji etkisi

    ARZU HÜSNİYE TOKER ÖZKURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPAY ER

  3. Tez No

    78136

    Otomatik yönlendirmeli bir aracın bulanık mantık ile denetimi

    Fuzzy logic control of an automated guided vehicle

    BİROL SOYSAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SAADETTİN AKSOY

  4. Tez No

    528152

    Otomatik yönlendirmeli bir aracın gerçek zamanlı yörünge kontrolünün kayan kipli kontrolcü ile gerçekleştirilmesi

    Real-time implementation of sliding mode control technique for trajectory tracking control of mobile robot

    MEHMET RASİM YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET DUMLU

  5. Tez No

    105304

    İmalat sektöründe transport amacına yönelik robot araçların tasarımı

    Design of robot vehicles for transportation in manufacturing sector

    ZEKERİYA GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Makine MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BÜNYAMİN AKSAKAL

Geri Dön