Research Article

Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü

Volume: 27 Number: 5 October 28, 2021
  • Muhammed Mustafa Kelek *
  • Yüksel Oğuz
  • Uğur Fidan
  • Tolga Özer
EN TR

Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü

Öz

Bu çalışmada, yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotu (İTDR)’nin gerçek zamanlı uygulaması gerçekleştirilmiştir. İki tekerlekli denge robotun üzerine yerleştirilen dört adet yük hücresi ile sistemin kontrolü PID kontrolör tarafından sağlanmaktadır. Yük hücresinden gelen kütle bilgilerine ait analog sinyaller 24 bit çözünürlüklü HX711 tümleşik entegre ile sayısal sinyallere dönüştürülmektedir. Sayısal sinyallere dönüştürülen veriler senkron seri haberleşme protokolü üzerinden mikroişlemci ile aracılığı ile anlamlandırılmaktadır. Ölçülen kütle bilgisine göre sistemin dinamik modelinin çıkışı anlık olarak güncellenebilmektedir. Bu işlem maksimum yunuslama açısını güncellemektedir. Böylelikle iki tekerlekli denge robotunun kontrolü kolaylaşmakta ve kullanıcının araç üzerinden düşme riski azaltılmaktadır. Sistemin kontrolü ARM mimariye sahip STM32F103C8T6 mikroişlemci kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aracın gerçek zamanlı uygulaması sırasında Fırçasız Doğru Akım Motoru’nun (FDAM) akım değerleri ve motor dönüş hız bilgileri elde edilmektedir. Ayrıca SD kart modülü yardımıyla 12 adet farklı veri SD kart üzerine kaydedilmektedir. Karta kaydedilen veriler sonucunda yük hücrelerinin tekrarlama testinde her bir yük hücresinin korelasyon değeri 0,99 olarak elde edilmiştir. Sonuçta iki tekerlekli denge robotun üzerindeki kütlenin ölçüm hata oranı %1 olarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. [1] Kamen DL, Ambrogi RR, Duggan RJ, Field JD, Heinzmann RK, Amesbury B, Langenfeld CC. “U.S. Patent No: 6, 302,230”. US. Patent and Trademark Office, Washington, DC, 2001.
  2. [2] Chiu CH, Peng YF. “Design and ımplement of the selfdynamic controller for two-wheel transporter”. 2006 IEEE International Conference on Fuzzy Systems, Vancouver, BC, Canada, 16-21 July 2006.
  3. [3] Charles E, Forrest Jr. A Neural Network Control System for the Segway Robotic Mobility Platform. PhD Thesis, North Carolina State University, Raleigh, USA, 2006.
  4. [4] Jeong S, Takahashi T. “Wheeled ınverted pendulum type assistant robot: Inverted mobile, standing and sitting motions”. 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, San Diego CA, USA, 29 October-2 November 2007.
  5. [5] Butler LJ, Bright G. “Feedback control of a self-balancing materials handling robot”. 10th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Hanoi, Vietnam, 17-20 December 2008.
  6. [6] Grepl R. “Balancing wheeled robot: Effective modelling sensory processing and simplified control”. Engineering Mechanics, 16(2), 141-154, 2009.
  7. [7] Küçük D. Design of Two Wheeled Twin Rotored Hybrid Robotic Platform. MSc Thesis, Atilim University, İstanbul, Turkey, 2010.
  8. [8] Pinto LJ, Kim DH, Lee JY, Han CS. “Development of a Segway robot for an intelligent transport system”. In 2012 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), Fukuoka, Japan, 16-18 December 2012.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Muhammed Mustafa Kelek * This is me
Türkiye

Yüksel Oğuz This is me
Türkiye

Uğur Fidan This is me
Türkiye

Tolga Özer This is me
Türkiye

Publication Date

October 28, 2021

Submission Date

August 19, 2020

Acceptance Date

December 26, 2020

Published in Issue

Year 2021 Volume: 27 Number: 5

APA
Kelek, M. M., Oğuz, Y., Fidan, U., & Özer, T. (2021). Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(5), 597-603. https://izlik.org/JA22NG87YU
AMA
1.Kelek MM, Oğuz Y, Fidan U, Özer T. Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;27(5):597-603. https://izlik.org/JA22NG87YU
Chicago
Kelek, Muhammed Mustafa, Yüksel Oğuz, Uğur Fidan, and Tolga Özer. 2021. “Yük Hücresi Temelli Iki Tekerlekli Denge Robotunun PID Kontrolör Kullanarak Gerçek Zamanlı Kontrolü”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 (5): 597-603. https://izlik.org/JA22NG87YU.
EndNote
Kelek MM, Oğuz Y, Fidan U, Özer T (October 1, 2021) Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 5 597–603.
IEEE
[1]M. M. Kelek, Y. Oğuz, U. Fidan, and T. Özer, “Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 27, no. 5, pp. 597–603, Oct. 2021, [Online]. Available: https://izlik.org/JA22NG87YU
ISNAD
Kelek, Muhammed Mustafa - Oğuz, Yüksel - Fidan, Uğur - Özer, Tolga. “Yük Hücresi Temelli Iki Tekerlekli Denge Robotunun PID Kontrolör Kullanarak Gerçek Zamanlı Kontrolü”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27/5 (October 1, 2021): 597-603. https://izlik.org/JA22NG87YU.
JAMA
1.Kelek MM, Oğuz Y, Fidan U, Özer T. Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;27:597–603.
MLA
Kelek, Muhammed Mustafa, et al. “Yük Hücresi Temelli Iki Tekerlekli Denge Robotunun PID Kontrolör Kullanarak Gerçek Zamanlı Kontrolü”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 27, no. 5, Oct. 2021, pp. 597-03, https://izlik.org/JA22NG87YU.
Vancouver
1.Muhammed Mustafa Kelek, Yüksel Oğuz, Uğur Fidan, Tolga Özer. Yük hücresi temelli iki tekerlekli denge robotunun PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2021 Oct. 1;27(5):597-603. Available from: https://izlik.org/JA22NG87YU