Üç serbestlik dereceli paralel eksenli kararlılaştırma platformunun dinamik modellemesi ve kontrolü
Dynamic modelling and control of three-degrees-of-freedom parallel axis stabilization platform
Yazar: RIDVAN UĞUR İNAL
Danışman: PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI ; DR. BÜLENT ÖZKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yakın geçmişte ve günümüzde, robotik sistemlerin yük taşıma kapasiteleri, hassas konumlama kapasiteleri gibi beklentiler, ihtiyaçlar nedeniyle oldukça artmıştır. Bu durum, seri robotik manipülatörlere karşı paralel manipülatörleri gündeme getirmiş ve paralel manipülatörler sağladığı birçok üstünlük sayesinde robotik sistemler içinde önemli bir yere sahip olmuştur. Paralel manipülatörler içinde, Gough ve Stewart'ın altı serbestlik dereceli paralel manipülatörleri büyük popülerlik kazanmış ve literatüre "Stewart Platformu" olarak geçmiştir. Görüntüleme ve sinyal iletim/alım sistemleri için yönlendirme mekanizmaları, aktif titreşim yalıtıcı alt sistemler, uçuş hareket benzetimcileri olarak kullanım gibi amaçlar için de paralel mekanizmaların kullanımı oldukça artmıştır. Bu tez çalışması, üç serbestlik dereceli (İng. degree-of-freedom, DOF) paralel eksenli bir hareket benzetimcisinin (manipülatörün) dinamik modellemesi ve kontrolünü sunmaktadır. Bu üç serbestlik dereceli hareket benzetimcisinde sadece üç adet doğrusal hareket sağlayan eyletim birimi bulunmaktadır. Dinamik analiz, bu türde pek uygulanmayan Newton-Euler denklemleri kullanılarak yapılmış, paralel platform modeli ise Lagrange yöntemi ile elde edilmiştir. Kontrol yöntemi olarak PD kontrol ve hesaplamalı tork kontrolü yöntemi (İng. computed torque control method) uygulanmıştır. Daha sonra, önerilen sistemin dinamik modeli benzetim ortamında oluşturularak belirtilen kontrol yöntemleri uygulanmış ve uygun kontrolcü kazançları ile sistemin belirli koşullarda istenen başarımı sağladığı gösterilmiştir.

Abstract:
In the recent past and today, precise positioning and load carrying capacities of robotic systems have increased considerably, due to the needs. This has brought parallel manipulators against serial robotic manipulators and parallel manipulators have occupied an important place in robotic systems thanks to the many advantages they provide. Among parallel manipulators, Gough's and Stewart's six degree of freedom parallel manipulators gained enormous popularity and took place in the literature as the Stewart Platform. The use of parallel mechanisms has also increased considerably for purposes such as steering mechanisms for imaging and signal transmission/recieving systems, active vibration isolating sub-systems, and flight motion simulators. This thesis provides dynamic modeling and control of a parallel axis motion manipulator (platform) with three degrees of freedom (DOF). This three-DOF motion simulator has only three linear motion units that ensure three rotational motion of the platform. Dynamic analysis was performed using Newton-Euler equations, which were not applied in this kind of problems. Platform model was obtained via Lagrange method. PD control and computed torque control method were used as a control method. Then, the dynamic model of the proposed system is constructed in the simulation environment and the control methods are applied with the appropriate control gains. Eventually, it was shown that the system achieves the desired performance given conditions.