Geri Dön

Bir robotik manipülatörün durum geri beslemesi yaklaşımı ile pol atamalı kendi kendini ayarlayan kontrolü

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 46543
  2. Yazar: MURAT GÖKÇE
  3. Danışmanlar: DOÇ.DR. CAN ÖZSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1995
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 40

Özet

ÖZET Bu çalışmada bir robotik manipülatörün kendi kendini ayarlayan konum kontrolü için bir algoritma geliştirildi. Bunun için öncelikle manipülatör dinamiği Lagrange -Euler formülasyonu temel almarak modellendi. Bu modelleme Denavit - Hartenberg tarafindan öngörülen bir metodla çok eklemli yapılarm kinematik anlamda modellenmesi üzerine kuruldu. Manipülatör sisteminin dinamiği gerek hesaplama avantajı sağlaması açısından, gerekse daha sistematik ve uygulanacak kontrol stratejisine uygun bir tarz olan durum uzay modeli şekline dönüştürüldü. Sistemin dinamik simülasyonu bu model üzerinden gerçekleştirildi. Ardından modellenmiş sistem için durum uzay yaklaşımı ile kendi kendini ayarlayan kontrolör (STR) elde edildi.Kontrolörün bir unsuru olan parametre kestirim yöntemlerinin ARMA türünde modeller için geliştirilmiş olması dolayısı ile durum uzay modeli ARMA modeline dönüştürüldü. Sistem parametre kestirimi bu model üzerinden gerçekleştirildi. Kontrolör kurak olarak ise durum geri beslemeli pol ataması tekniği kullanıldı.Bu amaçla model kontrol edilebilir kanonik forma dönüştürülerek kontrolör elde edildi. Kapalı çevrim pollerinin istenen sjstem performansını sağlayacak şekilde atanması yohı ile gerçekleştirilen bu kontrol stratejisinin, z;=0 olacak şekilde hızlı izleme gerektiren sistemler için uygun olan Dead - Beat (DB) hah için kontrol kuralı elde edildi. Robot sisteminin hızlı takip etme gereksiniminden dolayı bu strateji manipülatör sistemine uygulandı. Kontrolörün performansını görmek için örnek olarak iki serbestlik dereceli scara tipi bir robot seçilerek yaklaşım bu robota uygulandı ve gerçekleştirilen simülasyon sonuçları verildi ve tartışıldı. VTl

Özet (Çeviri)

SUMMARY In this study, a state - space based approach for pole placement self - tuning control (STR) is applied for control of a robotic manipulator. Control of a system means that, for the given dynamic equations of the system which describe the dynamic behavior of the system, to maintain the dynamic response of the system in accordance with some prespecified performance criteria. 1. Modelling Of The Manipulator For dynamic modeling of the manipulator well known Lagrange - Eider formulation is used. This technique based on the systematic representation of manipulator kinematics in a matrix form which is introduced by Denavit - Hartenberg (D-H) (1955). A robotic manipulator is defined as a mechanical construction contain rigid parts called links which are connected with each other by joints. In D -H representation, all links of the manipulator have their own coordinate frame and these frames are transformed to the neighbor frames in homogeneous transformation sense. Here, transformation of the neighbor frames is, i-l ?At = and whole transformation matrix of the manipulator with n degree of freedom is i = L2, General L -E formulation is as follows ?“> ? n dt dL Hi j dL = Tj i = U,-,n VlllHere, L = Lagrangien Function = K-P K = Total kinetic Energy of the Manipulator P = Total Potential Energy of The Manipulator q;= Generalized Coordinates of The Manipulator q;= First Derivative of The Generalized Coordinates t j= Generalized Moment (or force) is needed for actuating the i. link at i. joint The generalized coordinates in manipulator dynamics are chosed as joint positions. Because this parameters can easily be measured. For modeling of the manipulator on the L -E formulation we need kinetic and potential energy of the system.Using D -H based kinematic modeling of the manipulator, velocities of the links are as follows : Uij = 0 J>i) (i Vi = TjUij qj r And kinetic energy of whole manipulator with n degree of freedom is: K = ±Ki = y2tT\±±VipJiUjqpq \ i=l \p=l r=l n i i = y2llZIt(Tr(UipJiUirT)qpqr),=1 p=l r=l Next the second term of the lagrangian function potential energy of the manipulator for n degree of freedom again : i-l »=1 Using kinetic and potential energy of the manipulator and applying L -E formulation, dynamic model of a manipulator in general matrix form is : x{t) = D(q(t)yq(t) + h(q(t),q(t))+c(q(t)) The dynamic model of the manipulator system is very complex and creates computational difficulties. For more computational advantage, manipulator model transformed into state-space form.In the same time, this form of the dynamic model will be the base for dynamic simulation and control of the manipulator system. For n degree of freedom manipulator state-space model is : IXW-Af and M = Xn-H Xn+2 X2n Mn(r, -*k -cJ+^Ur, -K -c2)+ ?(jrOjr. - A. -c.) M»^ -A, -cj+MJr, -*,-. -K^U^-A.-c.) 2. Control OfThe Manipulator For control of the manipulator chosen control law STR includes two substantial steps.One is parameter identification and the other is control law construction based on a specific control law. In general SISO system described by the state - space equations is, x{k + 1) = Ax(k) + Bu(k) + w(k) y(k) = CTx(k) + v(k) For controller design the model type is transformed into the innovation representation as follows : tfk)=Ax(k- l)+flu(k- l)+tf(k)e b2.... bn]T The feedback control law is given by u(k) = r(k)-FcTxc(k) Here r(k) is the references input and Fc is the feedback gain vector *c = \Jc\ Jcl Jen J By this definitions close loop system is, x(k + 1) = Acxc(k) - BcFcTxc(k) + Bcr{k) = (Ac-BcFcT)xc(k) + Bcr(k) (44) Close loop characteristic polynomial is, gc=d4zI-Ae+BcFcT] ı'=l If desired close loop poles /», i = 1^,.... n the characteristic polynomial is, : gAz) = X(zi-pi) 1=1 i=l and feedback gain, XI/«=a,-a. i = 12,,”To use this equations it is needed to transform the controllability canonic form to the observability canonic form as follows : x0(k) = Txc(k) and control law, u(k) = iik)-FcTTlXo(k) In tracking systems the mean of the steady-state output must equal the reference input.This is why, u(k) = Krr(k)-FcTT1Xo(k) Here, a(l) 1 + ^a' b(l) I*, i=l is the reference input gain. a,. = 0 i = 1,2,3, Fc=\ai a2 a»r (100) 2.2.Dead-Beat STR(DB-STR) If fast tracking is desired for the systems, a special case of pole placement (STR) can be applied as controller. In this case, closed loop poles of the controlled system assigns to zero (z i= 0).Then controller gain vector becomes, (101, 102) ' 6(0 XllFor robotic manipulators fast tracking is an important feature and this is wiry in this study DB-STR approach is applied to the system. For a scara type manipulator simulation results are introduced. xin

Benzer Tezler

  1. Tez No

    478288

    Stabilization and tracking control of pan-tilt platforms using novel estimators and acceleration based robust control techniques

    Özgün kestiriciler ve ivme tabanlı gürbüz kontrol teknikleri kullanılarak pan-tilt platformların stabilizasyon ve izleme kontrolü

    SANEM EVREN HAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL

  2. Tez No

    769319

    Hybrid compliance control of collaborative robots

    İş birlikçi robotların hibrit uyum kontrolu

    NAZ ALTEKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  3. Tez No

    213690

    Geri beslemeli doğrusallaştırma metoduna dayalı doğrusal olmayan kontrol tasarımı

    Nonlinear control design based on feedback linearization method

    TUĞRUL ADIGÜZEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MURAT EFE

  4. Tez No

    549621

    Esnek manipülatörün modellenmesi ve kontrolü

    Modelling and control of flexible manipulator

    BERKAN HIZARCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU

  5. Tez No

    363549

    Vi̇sual servo control appli̇cati̇on i̇n a humanoi̇d robot usi̇ng depth-camera i̇nformati̇on

    Derinlik kamera bilgisini kullanarak insansı robot'ta görsel servo-kontrol uygulaması

    AREZOU RAHİMİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ

    YRD. DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ

Geri Dön