Geri Dön

Robust locomotion control for a quadruped robot with high payload capacity

Başlık çevirisi mevcut değil.

PDF İndir

  1. Tez No: 791609
  2. Yazar: ERİM CAN ÖZÇINAR
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ REGAİP BARKAN UĞURLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Bu tez, dört ayaklı bir robot için sağlam lokomosyon kontrol algoritması sunmaktadır. Lokomosyon kontrol algoritması, yörünge planlayıcısından ve Hesaplamalı Tork Kontrolcüsüne (HTK) dayalı geri besleme denetleyicisinden oluşmaktadır. Dinamik olarak dengeli lokomoson oluşturmak için ZMP konseptine dayalı yörünge planlama algoritması ve bacakların oluşturulan yörüngeleri takip edebilmeleri için robot üzerinde HTK yöntemi uygulanmıştır. HTK'yı uygulamak için, robotun ters dinamik modeli özyinelemeli Newton-Euler yöntemiyle oluşturulmuştur. Ayrıca robotun dış pertürbasyonlara karşı dengesini koruması için yakalama noktası yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntem, yakalama noktasını hesaplar ve robotun adım atarak dengesini korumak için bir kurtarma yörüngesi oluşturur. Buna ek olarak, istenmeyen gövde oryantasyon dalgalanmalarını ortadan kaldırmak ve dinamik dört ayaklı tırıs yürüme hareketi sırasında istikameti düzenlemek amacıyla yer tepki kuvvetlerini dağıtmak için yeni bir algoritma sunulmuştur. Önerilen yöntem, robotun tüm vücut davranışını ve genel dengesini karakterize etmede önemli bir fiziksel nicelik olan merkezsel momentumu kullanır. Temas kuvvetleri, merkezsel momentum geri bildirimi aracılığıyla hesaplanır ve robot-çevre etkileşimini düzenlemek için sanal kuvvetler sağlayabilen Sanal Model Kontrolü (SMK) yoluyla lokomosyon kontrolcüsüne beslenir. Önerilen kontrolcüler hem gerçekçi bir simülasyon ortamında hem de gerçek bir dört ayaklı robot kullanılarak yürüme deneyleri yoluyla doğrulanmıştır. Ayrıca, robotun dayanıklılığı ve faydalı yük taşıma kapasitesi, dayanıklılık testi ve $20~kg$ faydalı yük ile yürüme deneyi yapılarak doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

This thesis presents a robust locomotion control framework for a quadruped robot. The locomotion control framework consisted of a trajectory planer and feedback controller based on CTC. Trajectory planning algorithm based on the ZMP concept to generate dynamically balanced locomotion and CTC method was implemented to the robot to follow generated trajectories. To implement the CTC, the inverse dynamic model of the robot is constructed through a recursive Newton-Euler method. Additionally, capture point method was implemented for the robot to preserve its balance against external perturbation. This method computes the capture point and generates a recovery trajectory for the robot to step in order to preserve its balance. Furthermore, novel algorithm is proposed to distribute contact forces for the purpose of eliminating undesired torso orientation fluctuations and regulate heading during dynamic quadruped trot-walking motion. The proposed method makes use of centroidal momentum, an important physical quantity in characterizing the whole-body behavior and overall balance of the robot. The contact forces are computed by means of centroidal momentum feedback and injected to the locomotion controller via Virtual Model Control (VMC) which can render virtual forces to regulate robot-environment interaction. The proposed controllers were validated via walking experiments in both a realistic simulation environment and by using an actual quadruped robot. Moreover, endurance and the payload capacity of the robot were validated through endurance test and walking experiment with $20~kg$ payload.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    246575

    Model based methods for the control and planning of running robots

    Koşan robotların kontrol ve planlaması için model tabanlı yöntemler

    ÖMÜR ARSLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. ÖMER MORGÜL

    YRD. DOÇ. DR. ULUÇ SARANLI

  2. Tez No

    669115

    Design of a climbing robot for corrosion inspection

    Otonom tırmanan korozyon denetleme robotu

    ÖZGÜR ACAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CLAUDIA FERNANDA YAŞAR

  3. Tez No

    735966

    Robust whole-body control for legged robots

    Başlık çevirisi yok

    DİLAY YEŞİLDAĞ ORAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ REGAİP BARKAN UĞURLU

    PROF. DR. DUYGUN EROL BARKANA

  4. Tez No

    603288

    Transfer learning for continuous control

    Sürekli kontrol için öğrenme aktarımı

    SUZAN ECE ADA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN LEVENT AKIN

  5. Tez No

    793914

    İnsansı robotların yürüme becerilerinin derin pekiştirmeli öğrenme algoritmalarıyla geliştirilmesi

    Developing walking skills of humanoid robots with deep reinforcement learning algorithms

    ÇAĞRI KAYMAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL UÇAR

Geri Dön