Hide/Show Apps

Aktif sönümleme denetimi ile bacaklı robotlarda model tabanlı enerji ve koşma kontrolü

Download
2016
Özen, Merve
Orhon, Eftun Hasan
Saranlı, Uluç
Seçer, Görkem
Mobil robotların arazi şartlarında ihtiyaç duyulan hareketlilik ve performansı gösterebilmeleri için, bacaklı tasarımların yüksek potansiyele sahip oldukları bilinmektedir. Buna rağmen, gerek bacaklı hareketin matematiksel modellenmesi ve denetimindeki, gerekse bu yapıya sahip robotların güvenilir, dayanıklı ve yüksek performanslı olarak tasarlanmalarındaki zorluklar bu alandaki gelişmelerin yavaş ilerlemesine sebep olmuştur. Bu kapsamda yaygın olarak kabul görmüş olan Yaylı Ters Sarkaç (YTS) modeli, hem doğadaki birçok canlının koşma ve yürüme hareketlerini ifade edebilmiş, hem de bacaklı robot tasarımlarını destekleyebilmiştir. Buna rağmen bu modelin robotlar üzerinde pratik uygulanabilirliğinde özellikle sistemin enerji seviyesinin adımdan adıma verimli bir şekilde değiştirilebilmesi noktasında halen çözülmemiş birçok güncel problem bulunmaktadır. T amamlamış olduğumuz bu proje kapsamında, bu modelin seri esnek eyleyiciye sahip bir bacak yapısı üzerinde, sanal olarak sönümleme katsayısının değiştirilmesi aracılığı ile enerji ve güç açısından yüksek verimlilikte kontrolü için yeni bir yöntem önerilmiş, gerekli analizler gerçekleştirilerek sonuçlar deneysel bir platform üzerinde doğrulanmıştır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle grubumuz tarafından geçmiş projelerde geliştirilmiş olan ve YTS modelinin tek bir adımdaki davranışını analitik olarak ifade edebilen çözümlerin geçerliliğini koruyacak bir şekilde seri esnek eyleyicili bir sistemin sönümleme katsayısı değiştirilebilen bir YTS modeli gibi davranmasını sağlayacak bir kontrolcü önerilmiştir. Bu şekilde, sistemin kütle merkezinin YTS modeli dinamiklerine göre davranması sağlandıktan sonra, bir adımda sistemde istenilen enerji değişikliğini elde edebilmek için gerekli sanal sönümleme katsayısı ilgili çözümlerin yarı-analitik ters çözümleri ile bulunmuş ve bu denetim yönteminin geçerliliği benzetim ortamında doğrulanmıştır. Bu şekilde analitik altyapısını kurmuş olduğumuz özgün kontrol yönteminin pratik gerçeklenebilirliği ve bilimsel geçerliliğini ortaya koymak için de proje kapsamında dikey eksende dinamik ve sürekli zıplama davranışlarını gerçekleştirebilecek olan bir deneysel platform tasarlanmış ve üretilmiştir. Önermiş olduğumuz özgün yöntemin bu platform üzerinde testleri gerçekleştirilmiş, ve literatürde sıklıkla gündeme getirilen ve bacak yay sabitinin sanal olarak değiştirilmesi fikrine dayanan alternatif yöntemlere enerji ve güç açısından çok daha verimli bir yaklaşım olduğu deneysel olarak ortaya konmuştur. Bu deneyleri takiben yöntemin iki boyutlu koşma davranışlarına genellenmesi ile ilgili analitik çalışmalar tamamlanmış ve dinamik koşma davranışlarının robotlarda verimli bir şekilde gerçekleştirilebilmeleri için yeni bir yöntem ortaya konmuştur.