İki ayaklı robotların modellenmesi ve uyarlamalı kontrolü
Modeling and adaptive control of bipedal robots
- Tez No: 916425
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMÜR CAN ÖZGÜNEY, DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY KORKMAZ CAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Bu tez çalışması, 5 serbestlik derecesine sahip iki ayaklı bir robot için uyarlamalı kontrol sisteminin tasarımı ve performans analizine odaklanmaktadır. İki ayaklı robotların dengesini koruması ve yürüyüş hareketlerinin istikrarını sağlaması, robotik kontrol alanında çözülmesi gereken temel sorunlardandır. Bu amaç doğrultusunda, robotun eklem açılarının yüksek hassasiyetle kontrol edilmesini sağlayacak bir uyarlamalı kontrol stratejisi geliştirilmiştir. Robotun dinamik parametrelerindeki belirsizlikler, çevresel faktörlerdeki değişikliklerle birlikte, sistem performansını olumsuz etkileyebileceğinden, önerilen uyarlamalı kontrol stratejisi, bu tür belirsizliklere karşı sistemin esneklik ve adaptasyon yeteneğini artırmaktadır. Uyarlamalı kontrol sistemi, robotun dinamik parametrelerindeki değişimleri sürekli olarak algılayarak, bu parametrelerdeki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verir ve sistemin performansını stabil tutar. Gerçek zamanlı olarak yapılan bu güncellemeler sayesinde, robotun izleme hatası minimum seviyede tutulurken, robotun kararlılığı da korunmaktadır. Simulink ortamında gerçekleştirilen simülasyonlarda, uyarlamalı kontrol stratejisi kayma modu kontrolöre kıyasla daha düşük izleme hatası, daha yüksek stabilite ve daha iyi uyum yeteneği sergilemiştir. Özellikle, değişken çevre koşullarında robotun hassasiyetini ve doğruluk kapasitesini artırarak stabilite sağlamıştır. Bu durum, uyarlamalı kontrol stratejisinin, iki ayaklı robotlar gibi karmaşık dinamik sistemlerde kontrolü iyileştirmek için etkili bir yöntem olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışmada geliştirilen kontrol sistemi, robotun stabilitesini koruma ve doğrultu takip performansını güvence altına alma amacıyla, Lyapunov kararlılık kriterlerine dayalı olarak oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlar, uyarlamalı kontrolün, iki ayaklı robotların karmaşık ve xiv değişken çevrelerde başarılı bir şekilde çalışabilmesi için kritik bir çözüm sunduğunu göstermektedir. Bu çalışma, özellikle zorlayıcı koşullarda robotların performansını artıracak uyarlamalı kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi için değerli bir temel oluşturmakta ve robotik uygulamaların ileri düzey uygulamalarda güvenilirliğini artırmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on the design and performance analysis of an adaptive control system for a bipedal robot with 5 degrees of freedom. Maintaining the balance and stability of walking motions in bipedal robots is one of the primary challenges in robotic control. To address this, an adaptive control strategy has been developed to ensure precise control of the robot's joint angles. The uncertainties in the robot's dynamic parameters, combined with changes in environmental factors, can negatively impact system performance. Therefore, the proposed adaptive control strategy enhances the system's flexibility and adaptability to counteract these uncertainties. The adaptive control system continuously detects changes in the robot's dynamic parameters and quickly responds to these fluctuations to maintain system stability. Thanks to these real-time updates, tracking errors are minimized, and the robot's stability is preserved. In simulations conducted in the Simulink environment, the adaptive control strategy exhibited lower tracking error, greater stability, and improved adaptability compared to the sliding mode control. In particular, it enhanced stability by increasing the robot's sensitivity and accuracy under changing environmental conditions. This demonstrates that the adaptive control strategy is an effective method to improve control for complex dynamic systems like bipedal robots. The control system developed in this study is based on Lyapunov stability criteria to ensure the stability of the robot and the accuracy of trajectory tracking. The results show that adaptive control offers a critical solution for bipedal robots to operate successfully in complex and variable environments. This study provides a valuable foundation for developing adaptive xvi control methods that can improve the performance of robots in challenging conditions, enhancing the reliability of robotic applications in advanced tasks.
Benzer Tezler
- Reflex based walking pattern adaptation for biped robots
İki ayaklı robotlar için refleks tabanlı yürüyüş şekli uyarlaması
YASSER EL-KAHLOUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. KEMALETTİN ERBATUR
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN GÖKTUĞ
- İki ayaklı robotların modellenmesi ve kontrolü
Modelling and controlling of biped robots
KENAN MÜDERRİSOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN YEŞİLDİREK
- Merdiven çıkıp inebilen iki ayaklı robotun dinamik modellenmesi ve denetimi
Dynamic modeling and control of a bipedal robot that can climb and descend stairs
İSMAİL HAKKI ŞANLITÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Recurrent neural network learning with an application to the control of legged locomotion
Tekrarlı sinir ağı öğrenimi ile bacaklı hareket kontrolüne uygulanması
BAHADIR ÇATALBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER MORGÜL
- Tek bacaklı zıplayan robotun dinamik modellenmesi ve kontrolü
Dynamical modelling and control of single legged hopping robot
ERK BAMYACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SIDDIK MURAT YEŞİLOĞLU