Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2020 / Cilt: 35 - Sayı: 4

İki robot kol iş birliği ile çalkalanmadan sıvı taşınımın kutup yerleştirme ve LQR kontrolü

Pole placement and LQR control of slosh-free liquid transportation with dual-arm cooperative robot

Sayfa
2255–2267
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Günümüzde robotların günlük yaşamdaki kullanım alanları ve üstlendikleri roller hızla artmakta ve çeşitlilikgöstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde robotların günlük yaşamdaki kullanım alanları ve üstlendikleri roller hızla artmakta ve çeşitlilikgöstermektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Robotlar ile sıvı taşıma işlemi de son zamanlarda üzerinde çalışma yapılmaya başlanankonular arasındadır.
💡
Sonuç & Katkı:Ardından, sıvı dolukabı çalkalanmadan, dökülmeden ve yüksek hızla taşımak için kutup yerleştirme (Pole Placement) vedoğrusal karesel düzenleyici (LQR) kontrol yöntemleri kullanılıp, bu iki yöntem sonuçları birbirleriyleteknik olarak karşılaştırılmıştır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Günümüzde robotların günlük yaşamdaki kullanım alanları ve üstlendikleri roller hızla artmakta ve çeşitlilikgöstermektedir. Robotlar ile sıvı taşıma işlemi de son zamanlarda üzerinde çalışma yapılmaya başlanankonular arasındadır. Bu makalede, içi sıvı dolu bir kabın iki düzlemsel robot kolu işbirliğiyle çalkalanmadanve dökülmeden taşınması incelenmiştir. İki robotik kol herhangi bir nesneyi birlikte hareket ettirdiğinde,kinematik olarak kapalı bir zincir oluşur ve bu durum, ele alınan sistemin matematiksel olarak karmaşıklığınıartıran bir dizi kısıtlamaların ortaya çıkmasına neden olur. Bu çalışmada, sıvı çalkalanmasının doğrusalolmayan dinamiği, Genişletilmiş Taylor Serisi fonksiyonları ile doğrusalaştırılmıştır. Ardından, sıvı dolukabı çalkalanmadan, dökülmeden ve yüksek hızla taşımak için kutup yerleştirme (Pole Placement) vedoğrusal karesel düzenleyici (LQR) kontrol yöntemleri kullanılıp, bu iki yöntem sonuçları birbirleriyleteknik olarak karşılaştırılmıştır.

Abstract

Nowadays, the usage areas and the roles of robots increase rapidly in daily life. Liquid transfer with robots is one of the topics which has recently been studied by researchers. In this paper, the transport of a liquidfilled container without slosh by a planar dual-arm cooperative robot was investigated. When a dual-arm robot carries an object, a closed kinematic chain is formed and a set of constraints that increase the mathematical complexity of the system appear during the motion. In this study, the nonlinear dynamics of the liquid slosh was linearized by Extended Taylor Series functions. Then, Pole Placement and Linear Quadratic Regulator (LQR) control techniques were used to achieve high-speed transport of the liquid-filled container without slosh and pouring, and the results of two techniques were compared with each other.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ADLI, M. A., SOUFIANI, B. N. (2022). İki robot kol iş birliği ile çalkalanmadan sıvı taşınımın kutup yerleştirme ve LQR kontrolü. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 35 - Sayı: 4, 2255–2267. https://ajindex.com/articles/523495

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Reyhanoglu, M. and Hervas, J.R., Nonlinear modeling and control of slosh in liquid container transfer via a PPR robot, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 18 (6), 1481-1490, 2013
  2. Kurode, S., Spurgeon, S.K., Bandyopadhyay, B. and Gandhi, P., Sliding mode control for slosh-free motion using a nonlinear sliding surface, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 18 (2), 714-724, 2012
  3. Aribowo, W., Yamashita, T., Terashima, K. and Kitagawa, H. Input shaping control to suppress sloshing on liquid container transfer using multi-joint robot arm, 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Taipei-Taiwan, 3489-3494, 2010
  4. Smith, C., Karayiannidis, Y., Nalpantidis, L., Gratal, X., Qi, P., Dimarogonas, D.V. and Kragic, D., Dual arm manipulation—A survey, Robotics and Autonomous systems, 60 (10), 1340-1353, 2012
  5. Basile, F., Caccavale, F., Chiacchio, P., Coppola, J. and Marino, A., A decentralized kinematic control architecture for collaborative and cooperative multi-arm systems, Mechatronics, 23 (8), 1100-1112, 2013
  6. Ren, Y., Liu, Y., Jin, M. and Liu, H., Biomimetic object impedance control for dual-arm cooperative 7-DOF manipulators, Robotics and Autonomous Systems, 75, 273-287, 2016
  7. Caccavale, F., Chiacchio, P., Marino, A. and Villani, L., Six-dof impedance control of dual-arm cooperative manipulators, IEEE/ASME Transactions On Mechatronics, 13 (5), 576-586, 2008
  8. Liu, T., Lei, Y., Han, L., Xu, W. and Zou, H., Coordinated resolved motion control of dual-arm manipulators with closed chain, International Journal of Advanced Robotic Systems, 13 (3), 80, 2016
  9. Jung, J., Yoon, H., Lee, C. and Shin, S., Effect of the vertical baffle height on the liquid sloshing in a threedimensional rectangular tank, Ocean Engineering, 44, 79-89, 2012
  10. Kolaei, A., Rakheja, S. and Richard, M.J., A coupled multimodal and boundary-element method for analysis of anti-slosh effectiveness of partial baffles in a partlyfilled container, Computers & Fluids, 107, 43-58, 2015
  11. Panigrahy, P., Saha, U. and Maity, D., Experimental studies on sloshing behavior due to horizontal movement of liquids in baffled tanks, Ocean Engineering, 36 (3-4), 213-222, 2009
  12. Goudarzi, M. and Farshadmanesh, P., Numerical evaluation of hydrodynamic damping due to the upper mounted baffles in real scale tanks, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 77, 290-298, 2015
  13. Yano, K.i. and Terashima, K., Robust liquid container