Çok serbestlik dereceli düzlemsel iş tablası ve tabla üzerinde hareket eden robotun eş zamanlı manipülasyonu ve gerçek zamanlı kontrolü
Multi degree of freedom planar work table and simultaneous manipulation and real time controlling of a robot moving over the planar work table
Yazar: MUSTAFA SOYLAK
Danışman: DOÇ. DR. RECEP BURKAN ; PROF. DR. İBRAHİM UZMAY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Gerçek zamanlı denetim = Real time control ; Gürbüz denetim = Robust control ; PID denetleme = PID control

Özet:
Bu çalışmada, üç serbestlik dereceli düzlemsel iş tablası ile beş serbestlik dereceli, tabla üzerinde hareket eden robot için manipülasyon dinamik modeli ve kontrolü, yörünge planlaması, robot dinamik modeli ve yörünge izleme kontrolü gerçekleştirilmiştir. İş tablası ve tabla üzerinde hareket eden robot için eş zamanlı manipülasyon gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada Mitsubishi RV-2AJ modeli robot kullanılmıştır. Bu modele simülasyon aşamasında ve gerçek zamanlı çalışma esnasında PID ve çalışma kapsamında geliştirilmiş olan gürbüz kontrol teknikleri uygulayarak yörünge izleme kontrolü gerçekleştirilmiştir. Deneysel inceleme için gerçek zamanlı haberleşme gerçekleştirecek şekilde deneysel bir sistem kurulmuştur. Simülasyon çalışmalarında MSC.ADAMS ve MATLAB/ SIMULINK yazılımları, deneysel kısımda ise; gerçek zamanlı çalışmanın gerçekleştirilmesi için MATLAB XPC-TARGET yazılımı, haberleşme arayüzünü oluşturmak için ise DELPHI yazılımı kullanılmıştır.Deneysel verilerin elde edilmesinde TÜBİTAK desteği ile kurulan deneysel sistemden de faydalanılmıştır. Sistem için tanımlanan iş; plazma kesme çalışmasıdır. Gerçek zamanlı çalışmada klasik PID kontrol organı kullanılarak incelemeler yapılmış, sinyal gecikmesi ve diğer bozucu etkilerden dolayı istenen sonuçların alınamadığı görülmüştür. PID kontrol organı elemanlarının özel etkilerinin farklı bir kombinasyonu oluşturulmuştur. Klasik PID kontrol organı ve geliştirilen gürbüz kontrol organı arasındaki üstünlükler simülasyon ve deneysel sonuçlarla gösterilmiş, bu çalışma kapsamında geliştirilen gürbüz kontrol organı ile elde edilen sonuçların klasik PID kontrol organından daha iyi olduğu tespit edilmiştir. Gelecekte, farklı kontrol algoritmaları kullanılarak bir çok gerçek zamanlı araştırmanın bu deneysel sistemde incelenmesi mümkün olacaktır.

Abstract:
In this study, manipulation dynamics modeling and controlling, trajectory planning, robotics dynamic modeling and trajectory tracking control of a planar work table of three degrees of freedom and a five degrees of freedom robot moving over the work table have been carried out. Simultaneous manipulation of both the work table and the robot has been realized. A robot of Mitsubishi RV-2AJ model was used in this study. An experimental setup with a real time communication capabilities were implemented. Simulations were carried out using MSC.ADAMS and MATLAB/SIMULINK commercial packages. MATLAB XPC-TARGET software was used to perform the real time execution for which the communication interface was created using DELPHI.Measurements were carried out using the experimental setup funded by the TUBITAK. Plasma cutting was defined as the task for the setup. In real time executions, classical PID control unit was used for investigations. Signal delays and some other disturbances resulted in poor performance. A different combination of parts of classical PID control unit was formed. Differences between the classical PID control unit and developed robust control unit was investigated and the robust control unit was found to have better performance against classical PID control unit. Many real time investigations on the same experimental setup would be possible in future using different control algorithms.