Çalışmamız kapsamında, eklemleri fırçasız doğru akım (DA) motorları kullanılarak sürülen ve hem dinamik hem de kinematik modelinde parametrik belirsizlikler içeren robot kolları için, eyleyici dinamikleri denetleyici tasarımına dahil edilerek uyarlamalı görev uzayı takip denetleyicisi tasarımı gerçekleştirilmiştir. Denetleyici tasarımının doğrudan görev uzayında gerçekleştirilmesi sayesinde pozisyon seviyesinde ters kinematiğin hesaplanmasına ihtiyaç duyulmamaktadır. Geliştirilen tam durum geri beslemeli ve ivme ölçümlerine ihtiyaç duymayan denetleyici yapısı için Lyapunov tabanlı kararlılık analizi gerçekleştirilmiştir. Kararlılık analizinin sonucuna göre robot kolunun hem dinamik hem de kinematik modelindeki parametrik belirsizliklere rağmen görev uzayı takip hatasının asimptotik kararlılığı ve denetleyici girişleri de dahil olmak üzere sistemde kullanılan tüm işaretlerin sınırlılığı garanti edilmiştir. Ek olarak önerilen yöntemin performansını ve uygulanabilirliğini göstermek amacıyla düzlemde çalışan, iki serbestlik dereceli ve eklemleri fırçasız DA motorları ile sürülen robot kolunun dinamik modeli kullanılarak benzetim çalışması gerçekleştirilmiştir.
Uyarlamalı denetim Robot kolları Görev uzayı Doğrusal olmayan kontrol Fırçasız DA motorları
TUBUTAK-1001
121E383
Bu çalışmada sunulan araştırmaya verdiği destekten ötürü Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK) teşekkür ederiz (proje numarası: 121E383). Ayrıca Yazar 1, 2211-C programı kapsamında desteklendiği için TÜBİTAK’a ve YÖK 100/2000 projesi kapsamında desteklendiği için Yükseköğretim Kurulu’na teşekkür eder.
In this study, an adaptive task-space tracking controller design was proposed for robot arms driven by BLDC motors with parametric uncertainties in their dynamic and kinematic models. The proposed controller design incorporates actuator dynamics for the robot arm and does not require inverse kinematics calculations at the position level due to its direct implementation in task space. Lyapunov-based stability analysis was conducted for the developed full-state feedback controller structure, which does not require acceleration measurements. The stability analysis results demonstrate that, despite the parametric uncertainties in both the dynamic and kinematic models of the robot arm, the proposed controller guarantees the asymptotic stability of the task-space tracking error, as well as the boundedness of all signals used in the system, including the controller inputs. To demonstrate the performance and applicability of the proposed method, a simulation study was conducted using the dynamic model of a two degree-of-freedom robot arm driven by brushless DC motors, working in a plane.
Adaptive control Robotic manipulators Task space Nonlinear control BLDC motors
121E383
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Elektrik Mühendisliği |
Bölüm | Araştırma Makaleleri |
Yazarlar | |
Proje Numarası | 121E383 |
Erken Görünüm Tarihi | 16 Aralık 2023 |
Yayımlanma Tarihi | 16 Aralık 2023 |
Kabul Tarihi | 14 Eylül 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2023 |