Design and implementation of a robust control scheme for a smart joint
Akıllı bir eklem için gürbüz denetleme yönteminin tasarlanması ve uygulanması
- Tez No: 455449
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZKAN BEBEK, YRD. DOÇ. DR. GÜNEY GÜVEN YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Biomedikal ekipmanlardaki gelişmeler tıbbi uygulamaları daha elverişli bir hale getirmiştir. Ancak bu ekipmanların vücut üzerinde kullanımı uzun süreli pratiğe gerek duymakla birlikte vücuda sokulma sırasında yapılan hatalı uygulamalar yırtık ve kanamalara sebebiyet verebilmektedir. Akıllı eklemlere sahip medikal ekipmanlar kullanılarak, tıbbi müdahaleler iyileştirilebilir ve hastalarda görülen travmalar azaltılabilir. Bu çalışmada, Biçim Bellekli Alaşım (BBA) eyleyicili eklemin (akıllı eklem), Ayrık Zamanlı İntegral Kayan Kipli Denetim (AZİKKD) ile hareket denetimi sağlanmıştır. Bükme hareketi oluşturmak amacıyla antagonistik düzende bulunan iki Nitinol tabanlı BBA eyleyici kullanılmıştır. Denetleyici BBA eyleyicinin basitleştirilmiş fiziksel modeli üzerine tasarlanmıştır ve hassas bir modele duyulan gereksinimi de ortadan kaldırmıştır. Model belirsizliklerini ve sistem üzerindeki dış kaynaklı bozan-etkenleri karşılamak amacıyla denetleyiciye bir bozan-etken gözlemcisi (BEG) eklenmiştir. BBA eyleyicinin bant genişliği görece düşüktür. Kullanılan onanımın düşük örnekleme frekansından dolayı ayrık-zamanlı bir eyleyici tasarlanmıştır. Önerilen denetleyiciyi test etmek üzere pozisyon geri-beslemeli bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Elde edilen sonuçlarda AZİKKD denetleyicisinin BEG ile birlikte sistemdeki belirsizlikler ve dış bozuklulara karşı gürbüz olduğu görülmüştür. Farklı frekans cevapları karşılaştırılmış ve 0.04 Hz'lik bir yanıtın 0.0112 radyanlık bir kare ortalama karakök (KOK) takip hatası ile sağlandığı görülmüştür. Esnemez bağlantılar ile birleştirilmiş çok sayıda eklem, pozisyon sensörü olarak Elektromanyetik Takip sistemi kullanılarak başarıyla takip edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The invention of biomedical tools has made medical treatments more convenient; however, manual insertion of these tools requires years of practice and erroneous insertion into the body may cause ruptures and bleeding. Employing medical tools with smart joints can improve the medical procedures making them less traumatic. In this work, a shape memory alloy (SMA) actuator based joint, also known as smart joint, is controlled using a discrete-time integral sliding mode (DISM) control to guide the motion of a smart joint. Two Nitinol based SMA actuators are used in an antagonistic arrangement to provide bending motion. The controller is designed on the base of a simplified physical model of a single SMA actuator which eliminates the necessity of obtaining an accurate model. A disturbance observer (DOB) is integrated to the controller to compensate the model uncertainties and external disturbances to the system. The bandwidth of SMA actuator is relatively low. Due to the high sampling time of the hardware that is used, a discrete-time controller was designed. An experimental setup is designed to test the proposed controller with position feedback. In experimental results, DISM controller with DOB is shown to be robust against system model uncertainties and external disturbances. Different frequency responses are compared and it is shown that the response of 0.04 Hz can be achieved with RMS tracking error of 0.0112 radians. Multiple joints connected with rigid links are successfully tracked using Electromagnetic Tracking system as the position sensor.
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
- Çok makinalı güç sistemlerinde parametre adaptif kontrol yönteminin incelenmesi
Investigation of parameter adaptive control method for MMPS
AYŞEN DEMİRÖREN
Doktora
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Vektör kontrollü hız sensörsüz asenkron motor için HFSTSMC hibrit denetleyici ve AGSTSMO hız gözlemci tasarımı
HFSTSMC hybrid controller and AGSTSMO speed observer design for vector controlled speed sensorless induction motor
ABDÜLHAMİT NURETTİN
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT İNANÇ
- An effective medical image steganography based on pixels disparity value to improve the security and imperceptibility
Güvenliği ve emniyetliliği artırmak için piksel ayrışıklık değerine dayalı etkili bir medikal görüntü steganografisi
MOHAMMED KAREEM ABED ABED
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiBilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. SEFER KURNAZ
- Robot kolların geleneksel ve dinamik kontrolu
Başlık çevirisi yok
HASAN PALAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. KEMAL SARIOĞLU