PID and LQR control of a planar head stabilization platform
PID ve LQR yontemleri ile tek eksenli kafa stabilizasyon platformu kontrolü
- Tez No: 386728
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AFŞAR SARANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bacaklı robotların gövdeleri robotların yürüme hızına bağlı olarak belli bir salınım yapar. Bu salınım yüzünden algılayıcılardan ve özellikle kameradan veri almak zorlaşmaktadır ve görüntü kalitesini bozan unsurlar oluşmaktadır. Bu çalışmanın amacı, çeşitli salınım izolasyon yöntemlerini kullanalarak bahsedilen salınımları yalıtacak bir kamera (kafa) stabilizasyon sistemi tasarlamaktır. Problemin genel tanımı 3 eksende olsa da, sistemin tek eksende analizi çözüme yonelik önemli sonuçlar doğuracaktır ve tez kapsamında tek eksenli bir kafa stabilizaston sistemi tasarlanmış ve kontrol edilmiştir. Bu amaç çerçevesince, kafa platformunu kontrol etmek için farklı kontrolculer denemiş ve bunlarun uygunluğu karşılaştırılmıştır. Tek eksenli kafa modeli mekanik ve eyleyici detayları da hesaba ayrıntlı bir şekilde katılarak, tasarlanmış ve modellenmiştir. Pasif(izolator) ve aktif(kontrolcü) salınım izolasyon methodları, robot hareketinden kaynaklanan salınımları etkisiz hale getirmek için denenmiştir.PID ve LQR kontrolcüler ayrı ayrı denenmiş ve performans karşılaştırmları yapılmıştır. Öncelikle PID kontrol denenmiş ancak bu methodun sistemin sadece tek değişkenini kontrol edebiliceğinden, çift PID-PID yapısına geçilmiştir. Bunun yanı sıra aynı anda sistemin pek çok değişkenini kontrol edebilme yetisine sahip olan LQR kontrolcü de denenmiştir.Standart referans sinyallerinin yanı sıra, gyroskop kullanılanarak robot deneyleri sırasında alınmış, açısal hız sinyalleri de kontrolcülerin performans analizi sırasında kullanılmıştır. Ters sarkaç modeli hem Matlab-Simulink ortamında hem de üretilmiş olan bir deney platformunda denenmiştir. Kafa sisteminin üretimi halen devam etmekte olduğundan, ilgili deneyler simulasyon ortamında denenmiştir.
Özet (Çeviri)
During the uniform locomotion of legged robots with compliant legs, the body of the robotexhibits quasi-periodic oscillations that have a disturbing effect on different on-boardsensors. Of particular interest is the camera sensor which suffers from image degradation in the form of motion-blur as a result of this camera motion. The effectof angular disturbances on the camera are pronounced due to the perspective projectionproperty of the camera. The thesis focuses on the particular problem of legged robots exhibiting angular body motions and attempts to analyze and overcome the resulting disturbances on a camera carrying platform (head). Although the full problem is in 3D with three independent axes of rotation, a planar analysis provides significant insight into the problem and is the approach taken in the thesis. A carefully modeled planar version of an actual camera platform with realistic mechanical and actuator selections is presented.Passive (filtering) and active (controller) approaches are discussed to compensate/cancelmotion generated disturbances.We consider and comparatively evaluate PID and LQR based active control. Since PID has the limitation of controlling only one output, PID-PID control is considered to control two states of the model. Due to its state-space formulation and the capability of controlling an arbitrary number of states, LQR is considered. In addition to standard reference signals, Gyroscope measured disturbance signals are collected from the actual robot platform to analyze the bandwidth and test the performance of the controllers. Inverted pendulum control performance is evaluated both on a Matlab-Simulink as well as a precise electro-mechanical test setup. Since construction of the planar head test setup is in progress, tests are conducted on simulation.
Benzer Tezler
- Dört ayaklı bir robotun engebeli yüzeylerde yürüme analizi ve kontrolü
Gait analysis and control of a quadruped robot on rugged surfaces
MUHAMMED ARİF ŞEN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE KALYONCU
- Planar electromagnetic levitation system control
Düzlemsel elektromanyetik kaldırma sistemi kontrolü
MUNDHER HATEM ABBOOD YASEEN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ
- Quadcopter trajectory tracking control using reinforcement learning
Pekiştirmeli öğrenme ile quadcopter yörünge takibi kontrolü
MUSTAFA ERDEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Quadrotorun modellenmesi ve hiperbolik tanjant adaptif lqr+pıd kontrolü
Modelling and hyperbolic tangent adaptive lqr+pid control of a quadrotor
HAYRETTİN YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU
- Sertliği değiştirilebilir bir ayak bileği dış iskelet robotun konum kontrolü
Position control of a variable stiffness ankle exoskeleton robot
BAHRİ ŞEKERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERGİN KILIÇ