Dört ayaklı yürüyen bir robotun tek bacağı için arı algoritması kullanılarak kontrolcü tasarımı
Controller design for a quadruped walking robot leg using the bees algorithm
- Tez No: 588947
- Danışmanlar: PROF. DR. METE KALYONCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Bu çalışmada, mekanik özellikleri katır anatomisine benzer dört bacaklı bir robotun iki uzuvlu bir bacağı için PID tabanlı hibrit kuvvet/yörünge empedans kontrolcü tasarımı ve optimizasyonu yapılmıştır. İlk olarak dört bacaklı mobil robot için kullanılabilecek, iki serbestlik dereceli bir bacak model tasarımı yapılmıştır. Fiziksel parametreler, robotun yürüme kabiliyetini sağlayacak şekilde belirlenmiştir. Tasarıma ait üç boyutlu katı model oluşturulmuştur. Model içerisinde sisteme ait malzeme bilgisi ve mafsal serbestlik dereceleri belirlenerek simülasyon için gerekli ön hazırlık yapılmıştır. Sistemin kinematik ve dinamik denklemleri matematiksel olarak belirtilmiş, daha doğru sonuçlar için uzuvlara ait dinamik parametreler ve malzeme bilgisini içeren üç boyutlu katı model kullanılmıştır. Daha sonra MATLAB/Simulink ortamında simülasyon oluşturulmuştur. Sistemin kontrolü için öncelikle empedans çalışmalarına temel teşkil etmek için standart PID kontrolcü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Temel PID kontrolcüden elde edilen tecrübe doğrultusunda, PID tabanlı hibrit kuvvet/yörünge empedans kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Kuvvet yörünge kontrolünü geliştirmek amacıyla, kontrolcü kazançları ve empedans katsayılarının Arı algoritması optimizayonu ile ayarlaması gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar grafiksel formda sunulmuş, empedans kontrolcünün etkinliği, optimizasyon öncesi ve sonrasında elde edilen kazanç ve katsayılara göre incelenmiştir. Sonuç olarak, sistemin ayakucunun yüzey etkileşimli kuvvet/yörünge kontrolü için başarılı bir empedans tabanlı kontrolcü elde edilmiş ve parametreleri optimize edilerek, performansı geliştirilmiştir. Elde edilen sonuç ve öneriler, yedinci bölümde değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, PID-based hybrid force/trajectory impedance controller design and optimization for a two-limb leg of a quadruped robot whose mechanical properties are similar to the mule anatomy is performed. Firstly, a two degree of freedom leg model is designed for the quadruped mobile robot. The physical parameters are determined to provide the walking ability of the robot. A three-dimensional solid model of the design is created. Material information and joint degrees of freedom of the system are determined in the model and necessary preliminary preparation is made for the simulation. The kinematic and dynamic equations of the system are specified mathematically. For more accurate results, three-dimensional solid model including dynamic parameters and material information of limbs is used. Then, simulation was created in MATLAB/Simulink environment. To control the system, first of all, a standard PID controller is designed to provide the basis for impedance studies. PID based hybrid force/trajectory impedance controller is designed in accordance with the experience gained from the basic PID controller. In order to improve the force / trajectory control, the controller gains and impedance coefficients are adjusted with the Bees Algorithm optimization. The results are presented in graphical form and the efficiency of the impedance controller is analyzed according to the gains and coefficients obtained before and after optimization. Consequently, a successful impedance-based controller for surface contact force/trajectory control of the foot of the system is obtained, parameters are optimized, and performance is improved.
Benzer Tezler
- Simulation and design of one legged three dimensional hopping robot
Üç boyutta hareket eden tek ayaklı robotun simülasyonu ve tasarımı
ERCÜMENT BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. S. MURAT YEŞİLOĞLU
- İki ayaklı yürüyen robot tasarımı ve prototip imalatı
Design and contruction of 12 dof biped robot
ALPER GERÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
YRD. DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Locomotion analysis of quadruped robots
Dört ayaklı robotların haraket analizi
ESRA ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Dört bacaklı robot tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of quadruped robot
COŞKUN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiEge ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ENGİN
- Optimal bipedal walking on uneven terrain
Engebeli arazide optimal iki ayaklı yürüyüş
OSMAN DARICI
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
PROF. DR. ARTHUR D. KUO