Robot yörünge takibi için YSA temelli bulanık kayan kipli kontrolör tasarımı

Abstract

Bir robot manipulatorü istenen bir yörüngeyi izlemesi için kontrol etmek son elli yıldan beri oldukça ilgi çeken bir konudur. Ancak, manipulator belirsizlikler içeren çok değişkenli doğrusal olmayan dinamik sistem olduğundan, klasik ve modern kontrol kuralları için doğru bir matematiksel model elde etmek zordur.Klasik kayan kipli kontrol belirsizlik içeren doğrusal olmayan sistemler için güçlü bir yöntemdir. Kayan kipli kontrol uygulamalarındaki temel problem eşdeğer kontrolün hesaplanması için sistem parametrelerine ihtiyaç duyulmasıdır. Dayanıklı kontrolör oluşturabilmek için belirsizlik sınırını bilmek gerekir. Bu sınırı pratik uygulamalarda belirlemek zordur ve genellikle belirsizlik sınırı dayanıklı kararlılığı sağlamak için yeterince büyük seçilir. Ancak büyük kazanç, kontrolde önemli bir çatırdamaya neden olacaktır. Öte yandan, eğer sınır çok küçük seçilirse dayanıklı kararlılık garanti edilemez.Bu tez çalışmasında sistem bilgisine ihtiyaç duymayan yeni dayanıklı bir kontrolör geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu hedef çerçevesinde iki farklı kontrol yöntemi geliştirilmiştir. İlk olarak belirsizlik sınırı gereksinimini azaltmak için bulanık mantıktan yararlanılmış ve düzeltici kontrol kazancı bulanık mantık ile hesaplanmıştır. İkinci olarak bulanık mantık kayma yüzeyi eğimini ayarlamak için kullanılmıştır. Her iki kontrol yönteminde de eşdeğer kontrolü hesaplamak için radyal temelli fonksiyonlu yapay sinir ağı kullanılmıştır. Radyal temelli ağın ağırlıkları sistem durumları kayma yüzeyini kesip üzerinde salınacak şekilde adaptif bir algoritma ile değiştirilmektedir.Geliştirilen kontrol yöntemlerinin test edilebilmesi için 6 eksenli endüstriyel bir robot olan manutec-r15'in sürücü ve kontrol sistemi yeniden oluşturulmuştur.Geliştirilen kontrol yöntemleri öncelikle 3 eksenli scara robotun parametreleri ile simüle edilmiştir. Ardından simülasyonlar manutec-r15 için yapılmıştır. Son olarak kontrol yöntemleri manutec-r15'e uygulanarak deney sonuçları elde edilmiştir. Aynı deneyler klasik PD ve PID kontrol kullanılarak da yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.