Robot kol denetim tasarımı için durum değişkenleri geri beslemeli ve tümlevli denetimci yaklaşımı

State feedback plus integral error controller approach for robot arm control design

Özet

Bu çalışmada, durum değişkenleri geri beslemeli ve tümlevli denetimcinin robot manipülatör tasarımı için önemli avantajlara sahip olduğu gösterilmiştir. Tüm sistemin dinamik modeli, doğru akım motorunun dinamiği de dikkate alınarak, üçüncü mertebe diferansiyel denklem olarak elde edilmiştir. Doğrasallaştırma işlemi, manipülatörün nominal yörüngesi etrafındaki küçük sapmaları ifade eden denklemler bulunarak yapılmıştır. Sistemde denetim tasarım aracı olarak kutup yerleştirme işleminden yararlanılmıştır. Doğrusallaştırma katsayıları manipülatörün yörüngesi boyunca güncellendiği için kutup yerleştirme işlemi dolayısıyla denetimci kazançları da güncellenmektedir. Manipülatörün eklemleri arasındaki etkileşim sebebiyle bir eklemin diğerine uyguladığı dönme momenti, her eklem için bozucu giriş olarak işlemden geçirilmiştir. Böylece bağımsız eklem denetimi uygulanabilmiştir. Sistem başarımı, iki serbestlik dereceli manipülatör için benzetimler yapılarak gösterilmiştir.

Abstract

In this study, it is explained that the state feedback plus integral error controller has outstanding advantages for robot manipulator design. Dynamic model of whole system has been obtained as a third order differential equation by taking into consideration of servo motor dynamics. The linearization process was carried out by finding equations that express deviations about nominal trajectory. Control design tool in the system is pole placement technique. Because of that linearization coefficients have being updated during manipulator trajectory, controller gains were updated for pole placement. The torques caused by interaction between joints were treated as a disturbance for each joint. By doing that, the independent joint control has become possible. System performance was evaluated by simulations of two degree of freedom robot arm.