Sertliği değiştirilebilir bir ayak bileği dış iskelet robotun konum kontrolü
Position control of a variable stiffness ankle exoskeleton robot
- Tez No: 475136
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERGİN KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Bu çalışmada, bir alt uzuv dış iskeleti robotu için geliştirilen sertliği değiştirilebilir bir ayak bileği ekleminin konum kontrolü amaçlanmaktadır. Gelecekte iki ayaklı insansı robotlarda biyomimetik davranışların sağlanabilmesi için sertliği değiştirilebilir eyleyicilerin kullanılmaya başlanması kaçınılmazdır. Dolayısı ile karmaşık bir yapıya sahip olan bu sertliği değiştirilebilir eyleyicilerin etkili konum kontrolü de bir araştırma konusudur. Bu sistemlerin konum kontrolünde kullanılabilecek kontrol algoritmaları arasında geleneksel kontrol yöntemi olarak bilinen Proportional-Integral–Derivative (PID) kontrolcünün dışında; Linear Quadratic Regulator (LQR), Kayan Kipli Kontrol (SMC-Sliding Mode Control), Bulanık Mantık Kontrol (FLC- Fuzzy Logic Control) gibi değişik kontrol teknikleri bulunmaktadır. Bunlardan LQR ve SMC model tabanlı kontrol tekniği olup FLC ise mantıksal kurallara göre çalışmaktadır ve sistem modeline ihtiyaç duymamaktadır. Bu tez kapsamında, ele alınan sertliği değiştirilebilir ayak bileği robotunun doğrusal olmayan karmaşık bir yapıya sahip olması nedeni ile konum kontrolü için SMC ve LQR gibi sistem modeline ihtiyaç duymayan FLC tekniği tercih edilmiştir. Uygulanan kontrol tekniğinin temelinde karma bir algoritma olan Bulanık PD+PID kontrol tekniği ele alınmaktadır. Sonrasında farklı alternatif karma FLC teknikleri (Bulanık PD+I, Bulanık PD, Z-T-S şekilli üyelik fonksiyonları içeren bir Bulanık PD) ve PID arasında da performans karşılaştırması yapılmaktadır. Böylece FLC tekniği ile ayak bileğinin her açısında farklı P ve D değeri oluşturarak eyleyicinin her sertlik değeri (sert, orta, yumuşak) için anlık en iyi kontrol parametreleri üretilebilmektedir. Bu çalışmada, ilk olarak sertliği değiştirilebilir ayak bileği dış iskelet robotunun fiziksel modeli MATLAB® SimMechanics benzetim programında oluşturularak gerçeğe en yakın benzetimler ile kontrol çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra, sanal ortamda denenen bu kontrol algoritmaları gerçek cihaz üzerinde deneysel olarak uygulanarak en iyi kontrol algoritmasına karar verilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims the position control of a variable stiffness ankle joint developed for a lower limb exoskeleton robot. In the future, it is inevitable to use variable stiffness actuators on the biped humanoid robots for biomimetic behaviors. Therefore, the position control of these complex variable stiffness actuators is a research field. The possible control algorithms, which can be implemented on these systems, are classical Proportional–Integral–Derivative (PID) control, Linear Quadratic Regulator (LQR) control, Sliding Mode Control (SMC) and Fuzzy Logic Control (FLC) techniques. Among them, LQR ve SMC are model based control techniques; but FLC operates by logic rules and does not need system model. In this thesis, since the variable stiffness ankle robot has nonlinear complex structure, FLC , which does not need system model like SMC and LQR, was preferred and a hybrid Fuzzy PD+PID control technique was implemented for position control. Then, a performance comparison was made around various hybrid FLC techniques (Fuzzy PD+PID Fuzzy PD+I, Fuzzy PD, ZTS Fuzzy PD) and PID. By this FLC technique, optimal P and D control parameters can be generated for different stiffness values (low, middle and high) of variable stiffness actuator. In this study; firstly, a physical simulation model of the variable stiffness ankle exoskeleton robot was constructed on MATLAB® SimMechanics and primary control tests were implemented by this simulation model. Then, the superior control algorithm was decided by implementing these control algorithms experimentally on the real robot.
Benzer Tezler
- Ayak bileği eklemi için bir dış iskelet robot tasarımı ve üretimi
Desıgn and manufacturıng of an exoskeleton robot for ankle joınt
HASBİ KIZILHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NECATİ ULUSOY
- Design of MR damper for exoskeletons
Dış iskelet robotlar için MR damper tasarımı
MEHMET ALPER DEMİRAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR BAŞER
- Design and development of variable stiffness actuator for legged robot
Bacaklı robotlar için sertliği değiştirilebilir eyleyicinin tasarımı ve geliştirilmesi
AHMET AKTOP
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KILIÇ
PROF. DR. SADETTİN KAPUCU
- Kiriş-kolon bağlantılarında çelik damper kullanılan prefabrik betonarme kiriş numunelerine döngüsel yüklemenin etkisinin analizi
Analysis of the effect of cyclic loading on prefabricated reinforced concrete beam samples using steel dampers in beam-column connections
YALDA DEHQAN NEZHAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Aydın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEPANTA NAİMİ
- SEBS/PS, SIS/PS ve SBR/PS polimer karışımlarının ayakkabı taban malzemesi olarak üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of properties of SEBS/PS, SIS/PS and SBR/PS polymer blends: In shoe base material
EBRU ULUĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜNİR TAŞDEMİR