A simulation study on impedance control of two-degree-of-freedom robotic manipulators
İki serbestlik dereceli robotik manipülatörlerin empedans kontrolü üzerine bir benzetim çalışması
- Tez No: 777892
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TOLGAY KARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: İki Serbestlik Dereceli Robot Manipülatör, Hibrit Empedans Kontrolü, 2 DOF Robotic Manipulator, Hybrid Impedance Control
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Bu çalışmada rijit bağlantılara sahip iki serbestlik dereceli manipülatörün hareket kontrolü hakkında bir araştırma yapılmıştır. Bu yaklaşımda robot kontrolü için konum, hız ve kuvvet eklemlerine uygulanan torkların modellerini içeren bir kontrol sistemine ihtiyaç vardır. Hibrit empedans kontrolü bu ihtiyacın giderilmesi için önerilmiştir. Hibrit empedans kontrolünün tam olarak anlaşılması için ise pozisyon, kuvvet ve empedans kontrolü derinlemesine ele alınmıştır. Literatür ışığında ilk olarak iki serbestlik dereceli robot manipülatörünün matematiksel kinematik ve dinamik denklemleri çıkarılmıştır. Robot manipülatörünün matematiksel modeli için giriş ve çıkış değerleri hesaplanmıştır. Bu değerler robot manipülatörü üzerinde formüle edilmiştir. Manipülatör modeli bilgisayar benzetimi için uygun modele dönüştürülüp açık döngü testleriyle modelin doğruluğu kanıtlanmıştır. Manipülatörün son efektörünün kuvvet ve pozisyonu aynı anda kontrol edilebilen hibrit empedans kontrol modeli tasarlanmıştır. Tasarlanan hibrit empedans kontrolör robot manipülatör modeline entegre edilmiş, PID kontrol sistemi ile birlikte kapalı döngü kontrol sistemi benzetim programı üzerinde oluşturularak simüle edilmiştir. Modellerin benzetim sonuçları grafikler şeklinde sunulmuş istenen kuvvet kontrolü, pozisyon kontrolü, hız kontrolü ve eklem açısı ile gerçekleşen değerler karşılaştırılmıştır. Hata payı minimum seviyeye gelene kadar simülasyonu tekrarlanmaya devam edilmiştir. Hibrit empedans kontrolünün test edilen diğer kontrol yöntemlerime göre kıyaslandığında üstün performansa sahip olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this research, motion control of a two-degree-of-freedom robotic manipulator with rigid links is studied. Robot control with this approach needs a control system that includes dynamic models of applied torques effecting the positions, speeds, and forces at joints. Hybrid impedance control is proposed in this research to address this need. For hybrid impedance control to be fully understood, position control, force control and impedance control methods are discussed in depth. In the light of the literature review, the mathematical kinematic and dynamic equations of two-degree-of-freedom robotic manipulators are first derived. The manipulator model is converted into a simulation model in computer simulation environment, and the accuracy of the model is proven through open loop tests. The force and position of the end effector of the robotic manipulator is computed with a hybrid impedance control model that can be controlled simultaneously. The designed hybrid impedance controller is integrated into the created robotic manipulator model, and integrated into the closed-loop simulation model along with the PID control system with the purpose of performance assessment. The simulation results are presented in graphs and compared with the desired force control, position control, speed control and joint angle with the force control, actual position control, velocity and joint angle. The simulation is continued until the margin of error reaches the minimum level. Hybrid impedance control is determined to have superior performance compared to other control methods tested.
Benzer Tezler
- 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
ABDULLAH YÖNGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE KALYONCU
- Yüksek çözünürlüklü, direnç dizesi tipli sayısaldan analoğa dönüştürücülerde dinamik hata mekanizmalarının incelenmesi
Investigating dynamic error mechanisms of high resolution resistor string D/A converters
EMRE TOPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TÜRKER KÜYEL
- Force control of Stäubli RX-160 manipulator
Stäubli RX-160 manipülatörünün kuvvet kontrolü
SERHAT AKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Çok makinalı güç sistemlerinde parametre adaptif kontrol yönteminin incelenmesi
Investigation of parameter adaptive control method for MMPS
AYŞEN DEMİRÖREN
Doktora
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Güneş pili sistemleri için tasarlanmış şebekeye bağlı eviricinin gerçeklenmesi
Validation of grid connected inverter designed for solar cell
ABDURRAHMAN BEŞİKÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. R. NEJAT TUNCAY