Dış gürültülerin ve model belirsizliklerinin bulunduğu iki eklemli robot bir manipülatörün yörünge kontrolü
Trajectory tracking control of a two-link manipulator with external noise and model uncertainty
- Tez No: 639754
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT TİLKİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Robot Manipülatör, Yörünge Takibi, Kayan Kipli Denetleyici, Genetik Algoritma, Yapay Sinir Ağı, Doğrusal olmayan kontrol, Doğrusal olmayan kontrol teorisi, Uyarlamalı kontrol, Yörünge kontrolü, Robot Manipulator, Trajectory Tracking, Sliding Mode Control, Genetic Algorithm, Neural Networks, Nonlinear control, Nonlinear control theory, Orbit control
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde robot teknolojisinin ilerlemesi ve manipülatörlerin yaygın kullanılmasından dolayı, bu sistemlerin hareket kontrolü bu alanda yapılan çalışmaların odak noktası olmaktadır. Bu tez çalışmasında 2 eklemli bir robot manipülatörün dinamik denkleminde yer alan belirsizlikler ve gürültülerin bulunduğu durum için, belirlenen bir yörüngenin takip edilmesi probleminde farklı türden denetleyicilerin performans analizleri ele alınmaktadır. Bu problemin çözümünde robotik alanında sıkça kullanılan kontrol yöntemleri incelenmiş, farklı tipteki kontrolcüler ele alınarak karşılaştırılmıştır. İlk olarak PID denetleyici ve kayan kipli kontrolcüler ele alınmıştır. Bu kontrolcülerin gürültü altında yörünge takibi incelendikten sonra, dinamik denklemden bağımsız sistemlere geçilmiştir. Bu sistemlerde yapay sinir ağı tabanlı olarak kontrol girişi oluşturulmuştur. Kontrol girişi oluşturulurken yapay sinir ağının formülünden çıkan hata sebebiyle ek belirsizlik sisteme eklenmiş olur. Yapay sinir ağı tabanlı sistemlerde modellenen belirsizliklere ve gürültülere karşı iyi bir kontrolcü olduğu bilinen kayan kipli kontrolcü ile birlikte uyarlamalı kontrol de kullanılmıştır. Bu kontrolcü yapıları sayesinde belirlenen yörüngenin takibi gürbüz bir şekilde sağlanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında önerilen yöntem genetik algoritmanın bahsedilen yapay sinir ağı tabanlı modeller ile birleştirilmesiyle oluşmaktadır. Genetik algoritma ile sistemlerin optimum davranışlarını elde edebilecekleri katsayılar oluşturulur. Böylece karmaşık sistemlerde katsayıların hesaplanması problemi ortadan kaldırılmış olur. Kontrolcünün yöntemi değiştikçe belirlenmesi gereken katsayıların artması bir problem oluşturmamış olur. Önerilen algoritma, izleme hatasının belli bir sürede sıfıra yaklaşmasını garanti eder. Kapalı döngü sisteminin kararlılığı Lyapunov teorisi ile sağlanmaktadır. Yapılan simülasyon çalışmaları ile, önerilen denetleyici yapısının literatürdeki diğer yaklaşımlara göre dış gürültülere ve belirsizliklere dayanıklı, kontrol sinyallerinde keskin geçişlerin az olduğu, tepki süresinin hızlı ve gürbüz olduğu özelliklere sahip bir denetleyici yapısının önerildiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Recently, due to the improvement of robot technology and the widespread usage of manipulators, the motion control of these systems is one of the focus of studies in this area. In this thesis work, comparison of different type of controllers are obtained for trajectory tracking of two link manipulators with uncertainties and disturbances in the dynamic equations. In the solution of this problem, commonly used control methods in robotics are examined and compared with different types of controllers. First, PID controller and sliding-mode controllers are used. After examining the trajectory tracking of these controllers under noise, systems independent of the dynamic equation have been handled. In these systems, control input has been created based on a neural network. When creating the control input, additional uncertainty is added to the system due to the error in the formula of the neural network. A sliding-mode controller, which is known to be a good controller against uncertainties and noise modeled in neural network-based systems, has been used with adaptive control. Due to these control structures, trajectory tracking has been made robustly. The proposed method consists of combining the genetic algorithm with the mentioned neural network-based models. With the genetic algorithm, coefficients are created that the systems can obtain their optimum behavior. Thus, the problem of calculating coefficients is eliminated in complex systems. As the method of the controller changes, the increase in the number of coefficients does not problem because of genetic algorithm. The proposed algorithm guarantees that the tracking error will approach zero in a finite time. The stability of the closed loop system is ensured by Lyapunov Theory. The conducted experiments are demonstrated that proposed controller has disturbance rejection, chattering free, robust and fast property when we compared with other approaches in the literature.
Benzer Tezler
- Derin öğrenme ile cerrahi video anlama
Surgical video understanding with deep learning
ABDISHAKOUR ABDILLAHI AWALE ABDISHAKOUR ABDILLAHI AWALE
- Robust and intelligent control of unmanned aerial vehicles
İnsansız hava araçlarının akıllı ve gürbüz kontrolü
ABDURRAHMAN BAYRAK
- Robust attitude control of the F-16 aircraft using incremental nonlinear dynamic inversion
F-16 hava aracinin artimsal doğrusal olmayan dinamik tersleme yöntemiyle dayanikli yönelim kontrolü
YASİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Nonlinear hierarchical adaptive control of a quad tilt-wing UAV
Dört rotorlu döner-kanat bir insansız hava aracının doğrusal olmayan hiyerarşik uyarlanır denetimi
AHMET EREN DEMİREL
- Fıxed wıng uav control under severe dısturbances
Şiddetli bozuntular altında sabit kanatlı iha kontrolü
HACİ BARAN
Doktora
İngilizce
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...