Altı bacaklı mobil bir robot için paralel çözümleme destekli denge ve yürüyüş kontrolü
Parallel programming supported balance and walk control for six legged mobile robot
- Tez No: 503401
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞAHİN YILDIRIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bacaklı robot, Denge kontrolü, Yürüyüş kontrolü, Paralel programlama, Simülatör, Legged robot, Balance Control, Walking Control, Parallel Programming, Simulator
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Bacaklı mobil robotlar sağlamış oldukları yüksek hareket kabiliyetinden dolayı uygulamalı robotik alanında birçok yerde kullanılabilmektedir. Dengeli bir duruşun sağlanması ve daha az enerji harcayacak bir yürüyüş düzeninin belirlenmesi için kontrol işleminde performansın önemi büyüktür. Yüksek performanslı bir kontrolörün geliştirilmesi için sistemin tüm özelliklerini barındıran doğru bir dinamik modele ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak bacaklı mobil robotlar gibi karmaşık sistemlerde dinamik modelin elde edilebilmesi için bazı kabuller yapılmalıdır. Bu durum kontrolör performansını önemli ölçüde düşürmektedir. Yürüyen robotlar gibi çok uzuvlu karmaşık sistemler, her hangi bir kabul yapmaksızın fizik simülatörleri (ODE, BULLET, NVDIA PhysX) kullanılarak kolay bir şekilde modellenebilmektedir. Bu tez çalışmasında, model esaslı bir kontrol için gerekli olan dinamik model, ODE(Open Dynamics Engine) platformu üzerinde gerçek sistemi tam olarak yansıtabilecek bir şekilde tasarlanmıştır. Katmanlı bir kontrol mimarisinin tercih edildiği bu çalışmada ilk olarak altı bacaklı bir mobil robota ait mafsal kontrolörleri geliştirilmiştir. Ardından geliştirilen bu mafsal kontrolörleri kullanılarak dışarıdan gelen bozucu eğim etkilerine göre robotun kendisini otomatik olarak dengeleyeceği bir denge kontrol katmanı oluşturulmuştur. Bu katmana ek olarak standart yürüyüş düzenlerinin (Tripod- Quadruped- Tetrapod) robota uygulanmasını sağlayan bir yürüyüş kontrolörü sisteme eklenmiştir. Daha sonra iki eksende eğimi değiştirilebilir hareketli bir deney platformu üzerinde bu yürüyüş kontrolörünün sağlamış olduğu performans artışı incelenmiştir. Son olarak yürüyüş performansının daha da iyileştirilebilmesi için paralel çözümleme desteğine sahip bir yürüyüş simülatörü geliştirilmiş ve bu simülatör kullanılarak kontrolörlere ait parametrelerin ayarlanması (tuning) işlemi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Legged mobile robots can be used in many areas of applied robotics due to their high mobility. In the control process, the performance is significant to provide a balanced posture and to determine the less energy consuming gait. In order to develop a highperformance controller, a full dynamic model is needed that contains all the features of the system. Nevertheless, some assumptions must be made to obtain a dynamic model in complex systems such as legged mobile robots. This situation reduces controller performance significantly. Complex systems, such as walking robots, can be easily modeled using physics simulators (ODE, BULLET, NVDIA PhysX) without making any mathematical simplification. In this thesis study, the dynamic model required for model-based control is designed on the ODE (Open Dynamics Engine) platform to represent the exact system. In this control process, where a layered architecture is preferred, the joint controllers of sixlegged mobile robot were developed firstly. Then, by using these developed joint controllers, a balance control layer was created in which the robot would automatically compensate according to the external disturbance slope effects. In addition to this layer, a gait controller has been added to the system, which allows applicate the standard walking gaits (Tripod-Quadruped-Tetrapod) to robot. Afterwards, the performance increase achieved by this walk controller was investigated, a two-axis steerable test platform. Finally, in order to improve the walking performance, a walking simulator with parallel programming support was developed and the parameters of the controllers were tuned by using this simulator.
Benzer Tezler
- Design of a modular mobile multi robot system: ULGEN (Universal-Generative Robot)
Modüler mobil çoklu robot sistemi tasarımı: ULGEN (Universal-Generative Robot)
HASAN ERCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ
- Zıplayarak yürüyen çok bacaklı robotların dinamik modeli ve yapay zeka algoritmaları ile denetimi
Dynamic model and control with artificial intelligence algorithms of multi legged robots with pronking gait
SERVET SOYGÜDER
- Dört bacaklı mobil robotlarda yürüme analizi ve yol izleme
Gait analysis and path tracking for four legged mobile robots
OSMAN DARICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Control of hexapedal pronking through a dynamically embedded spring loaded inverted pendulum template
Altı bacaklı pronklama davranışının dinamik olarak gömülmüş yaylı ters sarkaç şablonu ile kontrolü
MUSTAFA MERT ANKARALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AFŞAR SARANLI
YRD. DOÇ. ULUÇ SARANLI
- Altı bacaklı yürüyen robotun tasarımı ve dinamik analizi
The design and dynamic analysis of six legged walking robot
ERDEM ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyomühendislikErciyes ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN YILDIRIM