Geri Dön

Kablo ile sürülen paralel düzlemsel robot manipulatörler için uyarlamalı kontrolcü tasarımı

Adaptive controller design for cable driven parallel planar robot manipulators

  1. Tez No: 603300
  2. Yazar: HAYRİ HOCAOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. TÜRKER TÜRKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

Uzun zamandır insanlar yaptıkları fiziksel işleri kolaylaştıracak ya da bu işleri tamamıyla üstlenebilecek yardımcılar geliştirmek için çalışmalar yapmaktadır. Günümüzde bu çalışmaların geldiği noktada çeşitli robot türleri ile insanların ihtiyaç duydukları işler yerine getirilmektedir. Robotlar, günümüz insanları için yaşamlarını birlikte sürdürdükleri sıradan nesneler haline gelmektedir. Gelişimleri devam eden robotlar hizmet ettikleri amaçlara göre özelleşmektedir. Robot manipülatörler, yapısal özelliklerine göre seri ve paralel robotlar şeklinde iki ana bölümde incelenmektedir. Paralel robot manipülatör türlerinden bir tanesi olan kablo ile sürülen robotlar, karmaşık yapılarına rağmen hızlı olmaları, geniş alanlarda çalışabilme özellikleri ve hacim olarak daha az yer kaplamaları nedeniyle, bu tür robotların kullanımı son yıllarda artmaktadır. Sahip olduğu bu özelliklerin yanında kablo ile sürülen robotlar için, içerdikleri kablolar ve paralel robotların sahip olduğu karmaşık yapı nedeniyle, dinamik denklemlerinin oluşturulması seri robotlara göre zorlaşmaktadır. Kullanım oranlarının artması ve yapılarının kolaylıkla çeşitlenebilmesi nedeniyle kablo ile sürülen robotlar üzerinde son yıllarda gerçekleştirilen araştırmalar artmaktadır. Yapılan bu araştırmalar bu tip robotlardaki kinematik sorunları, dinamik modellerindeki karmaşıklıkların giderilmesi üzerine odaklanmaktadır. Diğer yandan kabloların fiziksel yapılarının dinamik model içerisine katılmasını içeren araştırmalarda bulunmaktadır. Kabloların fiziksel özelliklerinin dahil edilmesi küçük alanlarda çalışan robotlarda göz ardı edilebilirken geniş alanlarda çalışan robotlarda dahil edilmesi göz ardı edilemeyecek duruma gelmektedir. Kablo ile sürülen robotlarda dinamik modelin sahip olduğu zorlukların yanında sahip olduğu belirsizlikler bu robotların kontrolünü zorlaştırmaktadır. Kablo ile sürülen robotlar kabloların öz kütleleri, eylemsizlik momenti ve hareketini sağladığı yüklerinin ağırlıkları gibi belirsiz parametreler içermektedirler. Bu çalışmada, kablo ile sürülen robotlarda belirsizlikler altında kontrolün sağlanabilmesi için bir uyarlamalı kontrol yapısı geliştirilmiştir. Önerilen kontrolcünün tasarım aşamasında doğrudan Lyapunov yaklaşımı kullanılmış, bu sayede kapalı çevrim sistemin kararlılığı garanti altına alınmıştır. Buna ek olarak, LaSalle-Yoshizawa teoremi ile uç efektörün konumlama hatasının sıfıra yakınsadığı da gösterilmiştir. Son olarak kontrolcü için gerçekleştirilen benzetim çalışmaları ile belirsizlikler altında çalışması sınanmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

For a long time, human beings has been working to develop assistants who will facilitate or undertake the physical work done. Today at point of the work, various types of robots are fulfilled the works that people need. Robots are becoming to ordinary objects that live their lives together for today's people. Robots that continue their development are customized according to the purpose. Robot manipulators are mainly considered in two categories according to their structural characteristics that are serial and parallel robots. The use of cable driven robots, one of the members of parallel robot manipulators, has been increasing recently due to the fact that these robots have less volume, large workspace and fast speed despite complex structure. In addition to these features, due to the complex structure of the cables and parallel robots, the creation of dynamic equations is difficult than serial robots' creation of dynamic equations. Research on cable-driven robots has increased in recent years due to increased usage and easy diversification of structures. These researches focus on the kinematics problems in this type of robots and the elimination of complexities in their dynamic models. On the other hand, the physical structure of the cables into the dynamic model researches are included. The inclusion of the physical properties of the cables can be neglected in small workspace robots, but the inclusion in large workspace robots is inconceivable. In addition to the difficulties of the dynamic model in cable driven robots, the uncertainties make difficult to control the robots. Cable driven paralel robots have uncertain parameters such as the mass of the cables, the moment of inertia and the weight of the loads. In this study, an adaptive control structure has been developed to provide control under the uncertainties of cable driven robots. In the design phase of the proposed controller, the directly Lyapunov approach was used for ensuring the stability of the closed loop system. In addition, the end effector's positioning error to converge to zero is proven with the LaSalle-Yoshizawa theorem. Finally, simulations performed for the controller, were tested under uncertainties and successful results were obtained.

Benzer Tezler

  1. Kablo ile sürülen paralel bir robotun tahmin ve öğrenme temelli yöntemler ile konum ve düzlem dışı titreşim denetimi

    Position and out-of-plane vibration control of a cable-driven parallel robot with estimation and learning-based methods

    CANER SANCAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET İTİK

  2. Kablo ile sürülen paralel robotların model tabanlı ve pekiştirmeli öğrenme ile konum denetimi

    Position control of cable-driven parallel robot with model-based and reinforcement learning method

    FATMA YAMAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET İTİK

  3. Novel mechanism and controller design for hybrid force-position control of humanoid robots

    İnsansı robotlarda birleşik kuvvet-konum kontrolü için yenilikçi mekanizma ve kontrol tasarımı

    CİHAT BORA YİĞİT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. PINAR BOYRAZ

  4. Design and tele-impedance control of a variable stiffness transradial hand prosthesis

    Değişken esnekliğe sahip dirsek altı el protezinin tasarımı ve uzaktan empedans kontrolü

    ELİF HOCAOĞLU ÇETİNSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyoteknolojiSabancı Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU

  5. Novel position measurement and estimation methods for CNC machine systems

    CNC tezgahlar için gelişgin konum ölçme ve kestirim yöntemleri

    ERGİN KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MELİK DÖLEN

    YRD. DOÇ. DR. A. BUĞRA KOKU