Geri beslemeli doğrusallaştırma metoduna dayalı doğrusal olmayan kontrol tasarımı
Nonlinear control design based on feedback linearization method
Yazar: TUĞRUL ADIGÜZEL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT EFE
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Robot manipülatörlerin kontrol düzenekleri, sistemin doğrusallaştırılması ve referans yörünge boyuncasürülmesi için, iki ayrı kontrol edici tasarlanacak şekilde yapılandırılır. Doğrusallaştıran kontrol edicidurum bilgisini kullanarak bir iç döngüde oluşturulurken, yörünge takibinde kullanılan kontrol edici birdış döngüde yapılandırılır ve hata bilgisini kullanarak işlev görür.Bu tezde, robot manipülatör sistemlerinin doğrusal olmayan kontrolünde, sistemlerin doğrusal kontroledici ile aynı dış kontrol döngüsü üzerinden doğrusallaştırılması için gerek ve yeter koşullar çıkarılmış veböylece doğrusal ve doğrusal olmayan kontrol edici bloklarının bir arada tasarlanabilmesi için yeni biryaklaşım önerilmiştir. Önerilen kontrol yaklaşımı ile robot manipülatörlerin davranışının sadece takiphatası bilgisi kullanılarak ne düzeyde doğrusal yapılabileceği incelenmiştir. Tezde verilen doğrusalolmayan kontrol düzeneğinin önemli bir özelliği sistemin hem doğrusallaştırılması hem de referansyörünge takibi için aynı hata bilgisinin kullanılıyor olmasıdır. Yaklaşık geribeslemeli doğrusallaştırmaolarak adlandırılan bu yaklaşım ile doğrusallaştıran kontrol edicinin yapılandırılmasında bir iç döngüdendış döngüye taşınmasına ve böylece doğrusal kontrol edici ile paralel çalışabilmesine imkan sağlanmıştır.Önerilen kontrol yapısı MATLAB/Simulink ortamında oluşturulan benzetimler üzerinde sınanmıştır. Eldeedilen yörünge takibi sonuçları, önerilen kontrol düzeneği kullanılarak tasarlanan kontrol sisteminin hızlıve doğru bir performans sergileyebildiğini göstermiştir. Önerilen yaklaşım ile bir silindirik robot kontrolsistemi için değişik hareket takibi durumlarında elde edilen benzetim sonuçları da tezde sunulmuştur.2007, 83 sayfaAnahtar Kelimeler: Doğrusal olmayan sistemler, doğrusal olmayan kontrol, geribeslemelidoğrusallaştırma, robot manipülatörler.

Abstract:
The approach to the control design of robotic manipulators is established on the decomposition of thecontrol scheme into a linearizing and a tracking controller. While the linearizing controller employs stateinformation and is established in the inner loop, the tracking controller is in the outer loop and acts uponerror information.In this thesis, on nonlinear control of robot manipulator systems, necessary and sufficient conditions areestablished for the system to be externally linearized by only through the same control loop of linearcontroller and a new approach is given for the construction of the linearizing controller where it can bedesigned together with linear controller. With the proposed control approach, to what extent the behaviorof the robot manipulators could be made 'linear' when only tracking error information is available, isexamined. An important property of this proposed scheme is that the error information is used for bothlinearizing the system and driving it. This technique, which is referred to as approximate feedbacklinearization, allows the transfer of the linearizing controller from the inner to the outer loop, hence to bedesigned parallel with linear controller.The proposed control architecture is designed and tested on MATLAB/Simulink environment. Obtainedtrajectory tracking results show that, by using the proposed control scheme, the control system exhibitsfast and high accuracy performance. Simulation results of several trajectory tracking scenarios for acylindrical robot manipulator are also given.2007, 83 pagesKey Words: Nonlinear systems, nonlinear control, feedback linearization, robot manipulators.