Elektrikli tekerlekli sandalyenin ayrık zaman model öngörülü kontrolü ve uygulaması
Discrete time model predictive control and simulation of electric powered wheelchair
- Tez No: 669128
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrikli Tekerlekli Sandalye (ETS), çok giriş-çok çıkışlı (MIMO) sistem, Modelleme, Hız Kontrolü, Model Öngörülü Kontrol (MÖK), PID, Kontrolör Eşleştirme, Yörünge Takibi, Benzetim, Electric Powered Wheelchair (EPW), multi input-multi output (MIMO) system, Modelling, Speed Control, Model Predictive Control (MPC), PID, Controller Matching, Trajectory Tracking, Simulation
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
Elektrikli tekerlekli sandalyeler (ETS) engelli bireylerin bağımsız hareket kabiliyetine katkı sağlayan destekleyici teknoloji ürünlerindendir. ETS'ler farklı zemin yapısı ve eğim koşullarında dahi istenen hareket kabiliyetini sağlamak zorundadır. Bunun için uygun kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi elzemdir. Bu çalışmada kumanda kolu ile yönlendirilen ve arka tekerleklerindeki doğru akım (DC) motorları ile yol alan bir ETS ele alınmıştır. Bu ETS kuplaj etkileri bulunan çok giriş-çok çıkışlı (MIMO) bir sisteme örneklik teşkil eder. Sistemin matematiksel modellenmesinde yitirgen enerji ile genişletilmiş Lagrange Formülasyonu kullanılmıştır. Hem durum uzay modeli gösterimi hem de transfer fonksiyonu yaklaşımına dayalı model gösterimi, sürekli ve ayrık zamanda elde edilmiştir. ETS hareketi hız kontrolü yaklaşımı ile denetlenmek istenmiştir. Buna yönelik olarak, durum uzay gösterimine dayalı MIMO ETS modeli kullanılarak Model Öngörülü Kontrol (MÖK) yöntemi ile çok değişkenli optimal PID kontrol tasarımı yapılmıştır. Ayrıca transfer fonksiyonu gösterimine dayalı bağımsız iki adet tek giriş-tek çıkış (SISO) alt sistemden oluşan ve kuplaj etkilerini bozucu kabul eden ETS modeline de parametrik denklemler yöntemi ile birbirinden bağımsız PID kontrolörler tasarlanmıştır. Ele alınan bu kontrol yöntemlerinin başarımları benzetim ortamında kıyaslanmıştır. Ayrıca üretilen bir konum yörüngesi takip edilerek hareketin iki boyutlu animasyonu kaydedilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electric powered wheelchairs (EPW) are among the assistive technology products that contribute to the independent mobility of individuals with disabilities. ETSs have to provide the desired mobility even in different ground structures and slope conditions. For this, it is vital to develop appropriate control methods. In this study, an ETS guided by a joystick and driven by direct current (DC) motors on its rear wheels has been considered. This ETS sets an example a multiple input-multiple output (MIMO) system with coupling effects. In the mathematical modelling of the system, Lagrange Formulation with dissipative energy has been used. Both state space model representation and model representation based on transfer function approach have been obtained in continuous and discrete time. For this purpose, by using MIMO ETS model based on state space representation, an optimal multivariable PID control design has been made with Model Predictive Control (MPC) method. In addition, independent each other PID controllers have been designed with parametric equations method for the ETS model, which consists of two independent single input-single output (SISO) subsystems based on transfer function representation and accepts coupling effects as disturbances. The performance of these control methods has been compared in a simulation environment. In addition, a two-dimensional animation of the movement has been recorded by following a generated position trajectory.
Benzer Tezler
- Feedback motion control of an electric wheelchair
Elektrikli tekerlekli sandalyenin geri beslemeli hareket kontrolü
FURKAN CEMAL SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGAY KARA
- Elektrikli tekerlekli sandalyenin kafa hareketleri ile yarı otonom kontrolü
Control of a semi-autonomous powerchair using head movements
MUSTAFA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- Visual motion control for autonomous wheelchair sidewalk following
Otonom tekerlekli sandalyenin kaldırım takibi için görsel hareket kontrolü
ISMAIL HAJ OSMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGAY KARA
DOÇ. DR. ABDUL HAFEZ ABDUL HAFEZ
- A simulation study on autonomous wheelchair control with visual feedback for following straight lines
Düz çizgi takibi için görsel geri beslemeli otonom tekerlekli sandalye kontrolü üzerine bir simulasyon çalışması
EFGAN UĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGAY KARA
- A study on safe system construction with the analogy of pain perception and its application to obstacle avoidance system with vibration feedback for welfare vehicles
Acı algısı benzetimi ile güvenli sistem oluşturulması ve bakım araçları için titreşim geribeslemeli engelden kaçınma sistemlerine uygulanması üzerine bir çalışma
AYDIN TARIK ZENGİN
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKumamoto DaigakuElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NOBUTOMO MATSUNAGA