İki tekerlekli ve tek kollu robotik platformun kayan kipli denetimi ve parametre optimizasyonu

Yıl 2019, Cilt: 10 Sayı: 2, 591 - 601, 20.06.2019

Sertaç Emre Kara , Kutluk Bilge Arıkan

https://doi.org/10.24012/dumf.418228

Öz

Bu çalışmada,
tek bir basit kol ile desteklenmiş iki tekerlekli robotik bir platformun
denetim sistemi tasarımı için Kayan Kipli Denetim (KKD) önerilmiştir. En iyi
SMC parametreleri doğrusal model temel alınarak Kaos Optimizasyon Algoritması
(KOA) kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen bu değerler,
Çok-Girişli-Çok-Çıkışlı (ÇGÇÇ) doğrusal olmayan dinamik bir model ile ifade
edilen sistem yardımıyla benzetim yapılarak test edilmiştir. Belirli başlangıç
şartları altında, referans giriş ve bozucu giriş ile benzetim çalışmaları
tekrarlanmıştır. Doğrusal model ile elde edilen parametrelerin doğrusal olmayan
modelde belirli frekans aralıklarında kullanılabildiği gözlemlenmiştir. Bu tip
platformlar medikal alanında ve insanın yardıma ihtiyaç duyduğu alanlarda kullanılabilecektir.
Özellikle rehabilitasyon, yardımcı robotlar ve benzeri platformlar üzerine
basit kol ve manipülatör eklenerek belirli işleri gerçekleştirmesi
beklenmektedir. Elde edilen sonuçların bilişsel robotik alanında yapılacak
çalışmalarda kullanılması hedeflenmektedir.

Anahtar Kelimeler

Kayan kipli denetim, Kaos optimizasyon algoritması, Yardımcı robotlar, Rehabilitasyon robotları

Kaynakça

• Chen, C.S., Chen, W.L., (1998), Robust Adaptive Sliding-Mode Control Using Fuzzy Modelling for an Inverted-Pendulum System, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 45, 2., 297-306.
• Grasser, F., D’Arrigo, A., Colombi, S., Rufer, A.C., (2002), JOE: A mobile Inverted Pendulum, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 49, 1, 107-114.
• Linn, S.C., Tsai, C.C., Huang, H.C., (2011), Adaptive Robust Self-Balancing and Steering of a Two-Wheeled Human Transportation Vehicle, Journal of Intelligent Robotic Systems, 62, 1, 103-123.
• Liu, S., Hou, Z., (2002), Weighted Gradient Direction Based Chaos Optimization Algorithm for Nonlinear Programming Problem, Proceedings of the 4th World Congress on Intelligent Control and Automation, 1779-1783.
• Nguyen, H.G., Morrell, J., Mullens, K.D., Burmeister, A.B., Miles, S., Farrington, N., Thomas, K.M., Gage, D.W., (2004), Segway Robotic Mobility Platform, Proceedings SPIE 5609 Mobile Robots XVII.
• Park B.S., Yoo S.J., Park, J.B., Choi, Y.H., (2009), Adaptive Neural Sliding Mode Control of Nonholonomic Wheeled Mobile Robots with Model Uncertainty, IEEE Transaction on Control Systems Technology, 17, 1, 207-214.
• Pathak, K., Franch, J., Agrawal, S.K., (2005), Velocity and position Control of a Wheeled Inverted Pendulum by Partial Feedback Linearization, IEEE Transactions on Robotics, 21, 3.
• Prasad, L.B., Tyagi, B., Gupta, H.O., (2011), Optimal control of nonlinear inverted pendulum dynamical system with disturbance input using PID controller & LQR, IEEE International Conference on Control System, pp.540-545.
• Stilman, M., Olson, J., Gloss, W., (2010), Golem Krang: Dynamically Stable Humanoid Robot for Mobile Manipulation, IEEE International Conference on Robotics and Automation.
• Tavazoei, M.S., Haeri, M., (2006), An Optimization Algorithm Based on Chaotic Behavior and Fractal Nature, Journal of Computational and Applied Mathematics, 206, 2, 1070-1081.
• Yıldırım, G., Aydın, G., Alli, H., Tatar, Y., (2014), Hadoop ile Kaos Temelli FCW Optimizasyon Algoritmasının Analizi, Elektrik-Elektronik-Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 708-712.