Synchronization of multiple serially actuated robotic legs using virtual damping control
Birden fazla seri eyleyicili robotik bacağın sanal sönümleme kontrolü ile senkronizasyonu
- Tez No: 528283
- Danışmanlar: PROF. DR. ULUÇ SARANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Koşma dinamiğinin öğrenilmesi ve kontrol edilmesi için tek bacaklı modeller yeterli temeli oluşturmasına rağmen ek destek, çeviklik ve stabilizasyon için hayvanlar ve fiziksel robot benzerleri sıklıkla birden fazla bacak kullanır. Genellikle birden fazla bacaklı robotlar daha karmaşıktır ve bu tip robotların kontrolü daha zordur. Bu kapsamda değişik yürüyüş hareketleri için farklı bacakların periyodik salınımları arasında belirli faz ilişkileri oluşturmak ortak bir problemdir. Bu tezde, birbirinden bağımsız iki bacak için sanal olarak ayarlanabilir sönümleme katsayısı kullanılarak seri elastik eyleyici ile bacaklar arası istenilen senkronizasyon modeline ulaştıracak yeni bir metot üzerine odaklanılmıştır. Tezin ilk kısmında, bacak modeli senkronizasyon yapısından bağımsız olarak düşünülmüştür. Daha sonra, yay-kütle-sönümleme modeli temel bir osilatör modeli olarak nitelendirilmiş ve sönümleme katsayısının kontrol girdisi olarak kullanılmasının birden fazla bacağın senkronizasyonunu nasıl etkiledği incelemiştir. İncelemeleri takiben, bacaklar arası faz farkını sağlayan daha gürbüz ve verimli kontrolcüler tasarlanması amacıyla literatürde koşan robot tasarımlarını desteklemek için etkili bir model olarak kabul edilen Yaylı Ters Sarkaç modeli ile devam edilmiştir. Sönümleme katsayıları bir önceki model ile aynı şekilde kontrol girdileri olarak bacaklar arası faz farkı geri bildirimi üzerinden hesaplanmıştır. Bu metodun bir sistemdeki birden fazla bacağın periyodik hareketlerinin koordinasyonu için enerjiyi verimli kullanan bir teknik olduğu simülasyonlar ile gösterilmiştir. Son olarak, bu tezde gelecek çalışmalarda senkronizasyon mekanizmasının deneysel olarak daha güçlü kanıtlarla ispatlanması için seri elastik eyleyicili bir fiziksel platformun tasarım ve kurulumu açıklanmıştır.
Özet (Çeviri)
Even though one-legged models have been found to be a useful fundamental basis for understanding and controlling the dynamics of running, animals and physical robots alike often use multiple legs for additional support, dexterity, and stability. In general, the dynamics of such multi-legged morphologies are more complex and their control is more difficult. A common problem in this context is to achieve a particular phase relationship between periodic oscillations of different legs, resulting in different locomotory gaits. This thesis focuses on a new method to achieve a desired synchronization pattern across multiple legs, using series elastic actuation to obtain virtually tunable damping coefficients of otherwise decoupled and independent legs. In the first part of this thesis, leg models are first considered separately from the synchronization structure. Subsequently, we consider a spring-mass-damper model as a basic oscillator and investigate how the use of the damping coefficient as a control input can enable multi-leg synchronization. Following the investigation of this model, we then proceed to consider the Spring-Loaded Inverted Pendulum (SLIP) model, which has been widely accepted in the literature as a powerful tool to support the design of running robots, in order to obtain a more robust and efficient control of relative phases of different legs. Damping coefficients are, once again, used as control inputs, using feedback from measured phase differences between pairs of legs. We provide simulation results to support that this is indeed an energy efficient way in which cyclic motions of multiple legs in a system can be coordinated. Finally, the thesis also introduces a physical platform design and construction that is based on series-elastic actuation and is expected to support experimental instantiations of the proposed synchronization mechanisms for future work.
Benzer Tezler
- Synchronization of Kuramoto model with anticipatory agents
Geleceği öngören elemanları olan Kuramoto modelinin senkronizasyonu
BENGİ DÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Matematikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FATİHCAN ATAY
- Control of electric power generators and their synchronization
Elektrikli güç jeneratörlerinin kontrolü ve senkronizasyonu
ZAIDOON WALEED JAWAD AL-SHAMMARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REŞAT ÖZGÜR DORUK
- Hyperscanning of brain-to-brain interactions in the prefrontal cortex during a joint sentence reading task: An optical brain imaging study
Hipertarama yöntemiyle ortak cümle okuma görevinde beyin-beyin etkileşimlerinin önbeyin korteksinde incelenmesi: Optik beyin görüntüleme çalışması
ERDİNÇ İŞBİLİR
Doktora
İngilizce
2016
PsikolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişsel Bilim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT PERİT ÇAKIR
- State estimation based fault location using pmu measurements
Fazör ölçüm birimi ölçümleri ile durum kestirimi temelli hata lokalizasyonu
AHMET ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT GÖL
- Uzaysal modülasyon tabanlı yüksek başarımlı röleli sistemler
Spatial modulation based high performance relay systems
ERDOĞAN AYDIN
Doktora
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HACI İLHAN