Modelling and control of a 3-rrs parallel manipulator
3-rrs paralel manipülatörün modellenmesi ve denetimi
- Tez No: 439838
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN KİPER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu tez çalışmasının amacı Rasim Alizade Mekatronik Laboratuvarı'nda (İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü - Makine Mühendisliği Bölümü) mekanik yapısı hazır bulunan parallel manipülatörün modellenmesi ve denetimidir. Üzerinde çalışılan manipülatör ağır yüklerin taşınması için tasarlanmış olan bir hibrit manipülatörün taban kısmıdır. Tezin konusu 3 adet aynı kinematik yapıya sahip bacaktan oluşmus, 3-RRS kinematik zincir yapısına sahip bir paralel manipülatördür. Her bacakta bulunan döner mafsalların eksenleri birbirine paraleldir. Eşkenar üçgen şekindeki taban ve hareketli platformlar bacakları birleştir. Hareketli platform 3 serbestlik derecine sahiptir: x ve y eksenleri etrafında dönebilir ve z ekseni boyunca öteleme hareketi yapabilir. Manipülatörü modellemek için öncelikle mobilite analizi yapılmıştır. Ardından, kısıt denklemleri kullanılarak bağımlı uç eleman parametreleri bağımsız parametler cinsinden ifade edilmiştir. Daha sonra, kinematik, tekillik ve çalışma uzay analizleri yapılmıştır. Geliştirilmiş formülasyonları doğrulamak için MATLAB/Simulink ortamında hazırlanmış simülasyonlar koşturulmuştur. Formülasyonların doğrulanmasını müteakiben denetim çalışmalarna başlanmştır. Manipülatörün hareketi stepper motorların aktive edilmesiyle denetlenmiştir. Bunun için iki farklı denetleyici (bir CNC kontrolcü ve PCI kart) kullanılmıştır. İstenen hareketi elde edebilmek için, ters kinematik formülasyonlar kullanılarak, gereken motor hareketi hesaplanmştır. CNC kontrolcü ile trapezoidal hız, PCI kart ile trapezoidal sarsım profilleri oluşturulmuştur. Uygulanan denetimin testi için 3 adet manyetik döner sensör aktif mafsallara,1 adet jiroskop hareketli platforma bağlanmştr.
Özet (Çeviri)
The focus of this thesis study is to model and control a parallel robot manipulator located in Rasim Alizade Mechatronics Laboratory (Izmir Institute of Technology Mechanical Engineering Department). The purpose of this robot is to manipulate heavy payloads. It is considered as the base part of a hybrid manipulator. This thesis study deals with a 3-RRS parallel manipulator with 3 identical limbs. Each limb comprises two parallel revolute joint axes. The manipulator has a base and a moving platform which are in the shape of equilateral triangles. The mobile platform of this manipulator has 3-degrees-of-freedom: it can rotate around x- and y-axes and translate along the z-axis. To obtain the mathematical model of the parallel manipulator, firstly the mobility analysis is performed. Then, a constraint analysis is performed to obtain the dependent pose parameters of the moving platform in terms of the independent parameters. Following that kinematic, singularity, workspace and inverse dynamic analyses are performed. To validate the mathematical model of the PM, several simulations are run in MATLAB/Simulink R environment. Once the mathematical model is validated, the control studies are carried out. The motion of the 3-RRS PM is controlled by activating stepper motors with two different controllers (a CNC controller and a PCI card). To obtain a desired motion of the moving platform, firstly the desired task space coordinates of the moving platform are transformed into joint space coordinates using inverse kinematics. With the CNC controller a trapezoidal velocity, with the PCI card a trapezoidal jerk profile is generated. To test the control over the PM, 3 magnetic encoders are attached to the shafts of input links at each limb. Furthermore, a 3-axis gyroscope is attached to the center of the moving platform to track its rotational trajectory.
Benzer Tezler
- Pnömatik olarak tahrik edilen bir robot kolunda uygun konum kontrolunun araştırılması
Position control analysis for a pneumaticaly driven robot arm
CEMAL BAYKARA
- Development and control of a parallel endoscopic surgical robot platform for beating heart procedures
Atan kalp prosedürleri için paralel endoskopik cerrahi robot platformunun geliştirilmesi ve kontrolü
ONUR ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ÖZKAN BEBEK
- Üç serbestlik dereceli paralel bir robotun kinematiği, dinamiği ve denetimi
Kinematics, dynamics and control of a 3 degree of freedom parallel robot
MUHAMMET AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ALLİ
- Pnömatik bir sistemin nonlineer modellenmesi ve model öngörülü kontrolü
Nonlinear modelling and model predictive control of a pneumatic system
BARIŞ ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN KURAL
- ADIM: Üç boyutlu canlandırma sistemi
ADIM: A 3D animation system
A.GÖKHAN ERKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. FÜSUN TUNALI