Sabit torklu manipülatörün minimum zamanlı uyarlamalı denetimi
Minimum time adaptive control of constant tork manipulator
- Tez No: 121657
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERVİŞ KARABOĞA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Adaptif denetim, Adım motoru, Robot denetim, Yörünge planlaması, Adaptive control, Step motor, Robot control, Orbit planning
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
sabit torklu manipülatörün minimum zamanlı uyarlamalı denetimi ÖZET Bu çalışma robot manipülatörlerde yörünge zorlamalı yumuşak hareketli minimum zamanlı yörüngelerin planlanması için bir yöntem sunmaktadır. Böyle yörüngelerin elde edilmesi için, planlanan hareket parametrelerinden herhangi birinin optimizasyonu gerekir. Var olan planlama yöntemlerinde hareketin yumuşaklılığı, Aktuatör tork'unda yumuşaklık veya eklem yörüngesinde yumuşaklık şeklinde ele alınır. Yumuşaklılığın gerekliliği manipülatörün hareket ettirilmesi veya durdurulması esnasında aktüatörde meydana gelen baskıyı azaltmak için veya sarsıntıları ortadan kaldırmak için arzu edilir. Bu çalışmada yörünge yumuşaklığı faz düzleminde tanımlanmış ve planlama Aktuatör hız değişim oranı (jerk) sınırları dikkate alınmıştır. Optimal yörüngelerin belirlenmesi için sunulan çözüm, önce 5. dereceden bir polinom eğrisi tarzında açısal hız eğrisi, yörünge zamanı için referans model olarak kullanılmıştır. Yörünge hızı 3 bölüm halinde analiz edilmiştir. Hızın birinci (kalkış) ve üçüncü bölümü (duruş) aralıklarında yumuşaklık için 5. dereceden polinom eğrisi tarzında yörünge hızı kullanılmıştır. İkinci bölgede maksimum hızın yarısı jerk sınırı olarak kabul edümiş ve bu aralıkta hız lineer kabul edüerek yumuşaklık kavramı terk edilmiş böylece maksimum hıza ulaşılmıştır. Maksimum hıza ulaşmak için Aktuatör olarak adım motorlara 2 seviyeli sürüm tekniği denenmiştir ve adım motora minimum darbe aralıklı maksimum motor darbe sayısı 5. derece polinomun ikinci bölgesinde tatbik edilmiştir. Meydana gelen hatalar ise kapalı döngü P tipi bir kontrolle ortadan kaldırılmış ve yörünge parametrelerinde yeniden parametrelerin düzenlenmesi şeklindeki bir adaptasyonla yörünge zamanı küçültülmeye çalışılmıştır.Sunulan stratejiyi açıklamak için pek çok sayıda MATLAB programı kullanılarak simülasyon yapılmıştır. Simülasyonda önce 3.dereceden ve 5. dereceden polinom hız tarzlı yörüngeler ve trapezoid hız tarzlı yörüngeler üzerinde çalışılmıştır. Yapılan teorik ve deneysel çalışmalara bakılarak 5. dereceden polinom hız tarzlı yörünge planlamasının minimum zamanlı yörünge için uygun olduğuna kara verilmiştir. Deneysel çalışma için öncelikle bir antromorfîk RRR manipülatör tasarlanmış ve üretilmiştir. Daha sonra kontrol donanımı PC haberleşme ara birim devrelerini, motor sürücü devreleri ve gerçek zamanlı pozisyon okuma devrelerini içeren bir PC kartı olarak tasarlanmıştır. Daha sonra Manipülatörleri kontrol etmek için PASCAL programlama dilinde yazılımlar geliştirilmiştir. Deneyler manipülatörün arzu edilen minimum zaman yörüngesini izleme hatalarıyla izlediğini göstermiştir. Fakat hatalar minimum zamanda kapalı döngülü bir denetimle düzeltilmiştir.
Özet (Çeviri)
MINIMUM TIME ADAPTIVE CONTROL OF CONSTANT TORK MANIPULATOR ABSTRACT This work proposes a method for planning smooth path-constrained minimum time trajectories for robot manipulators. To obtain such trajectories, the optimization of any of the planned motion parameters is necessary. Existing planning method, the smoothness of the motion is considered as smoothness of the actuator torques or as smoothness of the joint trajectories. The smoothness requirement is desirable for reducing strain on robot actuators while robot actuator is moving or stopping or preventing vibration. In this work, the trajectory smoothness is defined in the phase plane and the planning actuator speed variation rate (jerk) limits is considered. In the solution proposed for determining the optimal trajectories, quintic polinom curve type radial velocity curve is used as a reference model for trajectory time. In the model, trajectory velocity is analyzed as three separated part. The range of first (starting) and third (stopping) part of the velocity for smoothness, trajectory velocity that is quintic polinom type is used. In the second part, the half of the maximum velocity is assumed as jerk limit and in this part smoothness concept is left as assuming that velocity is linear, so maximum velocity is obtained. To obtain maximum velocity, two level drive method is tried to stepper motors as actuator and minimum pulse spaced maximum pulse number to stepper motor is applied in second part of the quintic polinom. Occurring errors are prevented by closed-loop p type control and it is tried to reduce the trajectory time by adaptation as rearrange the parameters on the trajectory parameters.A number of simulations are performed by using MATLAB program to demonstrate the proposed strategy. In the simulation first, cubic and quintic polinom velocity type trajectories and trapezoid velocity type trajectories are tried. It is decided that quintic polinom velocity type trajectory planning is convenient for minimum time trajectory by considering performed theoretic and experimental works. For experimental works, first of all, an antromorfic RRR manipulator has been designed and manufactured. Then control hardware has been designed as a PC card which consists of PC communication interface circuits, Motor drivers and real time position readers. After that, computer software in Pascal language has been developed to control the manipulators. Experiments show that the manipulator tracks the desired minimum time trajectory by tracking errors. But, errors were corrected by the close-loop control with in minimum time.
Benzer Tezler
- Determination of surface temperature rise on spur gears
Düz dişlilerdeki yüzey sıcaklık artışlarının belirlenmesi
MURAT TABURDAĞITAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN AKKÖK
- Sabit ortodontik tedavide kanin retraksiyonu safhasında kanin dişe uygulanan kortikotominin diş hareketi üzerine etkisinin incelenmesi
Evaluating the effect of corticotomy in tooth movement applied to canine during canine retraction phase of fixed orthodontic treatment
F. DENİZ ESEN (UZUNER)
- Tam zamanında üretim sistemlerinde karma modelli montaj hatları için yeni bir sıralama yöntemi
A new sequencing method for mixed model assembly lines in just in time production systems
FATİH YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BİLAL TOKLU
- Sürekli dört çeker bir otomobilin için şaft tasarımı, analizi ve tasarım optimizasyonunun yapılması
Design of drive-shaft for awd 4X4 automobile, analysis and design optimization
TANSEL ULUSOY
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. REŞAT ÖZCAN
- Türk Telekomünikasyon A.Ş. il telekom müdürlüklerinin veri zarflama analizi ile etkinlik ölçümü
Efficiency measurement of Türk Telekomünikasyon A.Ş. province telecom directorships by using data envelopment analysis
DİDEM ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLAL TOKLU