Esnek Eklemli Manipülatör Kontrolü

Abstract

Bu tez; rijit bir çubuğun, döner bir tablaya iki adet yay ile eklem noktasında bağlanmasıyla oluşturulan gerçek zamanlı test sisteminin modellenmesi ve kontrol edilmesi konularını içermektedir. Esnek eklemli manipülatörün, doğrusal olmayan matematiksel modelin çıkarılması, modelin doğrusallaştırılması, elde edilen modeller ve gerçek zamanlı sistem üzerinden toplanan dataların kullanılmasıyla sistem parametrelerinin kestirimi sağlanmıştır. Parametre kestirimi yapılan sistemin uç işlevcisinin salınımının elimine edilmesi için PID kontrol, kutup yerleştirme ile kontrol, doğrusal karesel düzenleyici ile durum geribeslemeli kontrol yöntemleri öncelikle simülasyon ortamında uygulanmıştır. Simülasyonda bulunan değerler gerçek zamanlı test düzeneği için gerçeklenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sistemin ölçülemeyen durum değişkenleri olan döner tabla açısı ve esnek eklem ile tablaya bağlı olan rijit çubuğun salınım açılarına ait açısal hızlar Luenberger gözleyicisi ve Kalman filtresi ile tahmin edilerek, belirtilen kontrol yöntemleri başarı ile gerçek zamanlı sistem üzerinde denenmiştir.

In this thesis, rigid link and flexible joint that is provided by two spring elements, system was studied in simulation environment and real time environment. Flexible joint manipulator system's nonlinear dynamic equations were obtained and were linearized. The obtained system model and the data acquisition from real time system were used in estimation of uncertain system parameters. During the implementation of control methods to eliminate the vibration of link's endpoint, PID control, pole placement method and linear quadraic regulator control methods were performed in simulation environment. The coefficients of state feedback acquired from simulations were used in control of real time system and the results were compared. The unmeasurable states of the flexible joint manipulator system like angular speeds of link oscillation and rotary table, were estimated by using Luenberger state observer and Kalman Filter. Finally, in order to apply the mentioned control methods, observed system states were used and realized on the real time system.