Model öngörülü kontrol ile diferansiyel tahrikli bir mobil robotun yörünge takibi kontrolü
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında diferansiyel tahrikli bir mobil robotun yörünge takibi kontrolü yapılmıştır. Tez çalışmasının ilk aşamasında mobil robotun kinematik ve dinamik modelleri matematiksel olarak elde edilmiştir. Daha hassas bir yörünge kontrolü sağlayabilmek için aktüatör dinamikleri de robotun dinamik modeline dahil edilmiştir. Mobil robotun yörünge takibi kontrolü için Kinematik Tabanlı Geri Adımlamalı Kontrol (KTGAK) ve Model Öngörülü Kontrolün (MPC) birlikte kullanıldığı bir kontrol şeması tasarlanmıştır. Önerilen kontrolcünün performansının kıyaslanabilmesi için KTGAK ile Oransal İntegral Türevsel (PID) kontrolün birleşiminden oluşan başka bir kontrol şeması tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolcülerin performansları, benzetim çalışmaları yapılarak test edilmiştir. Robota ait kinematik ve dinamik modeller, kontrolcü tasarımları ve benzetim çalışmaları MATLAB/Simulink yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kontrolcülerin yörünge takip performansları, daire, kare ve sonsuz tip referans yörüngeler kullanılarak cevap hızı ve takip hatası bakımından incelenmiş ve kıyaslamalı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca kontrolcülerin bozucu giriş ve parametre değişimlerine karşı gürbüzlükleri, robot kütlesinin kademeli olarak artırıldığı ve bozucu tork girişinin uygulandığı farklı senaryolar için test edilmiştir.
In this thesis, trajectory tracking control of a differentially driven mobile robot was performed. Firstly, kinematic and dynamic models of the mobile robot were obtained. Actuator dynamics are also included in the dynamic model to provide more precise trajectory control. A hybrid controller using Kinematics Based Backstepping Control (KTGAK) and Model Predictive Control (MPC) was designed to control the trajectory tracking of the mobile robot. In order to compare the performance of the proposed controller, another controller consisting of the combination of KTGAK and Proportional Integral Derivative (PID) controller was designed. The performances of the designed controllers were tested by simulation studies. Kinematic and dynamic models of the robot, controller designs and simulation studies were carried out using MATLAB/Simulink software. The trajectory tracking performances of the controllers were examined and comparatively evaluated in terms of response speed and tracking error using circle, square and infinite type reference trajectories. Additionally, the robustness of the controllers against disturbance input and parameter changes has been tested for different scenarios where the robot mass is gradually increased and disturbance torque input is applied.
In this thesis, trajectory tracking control of a differentially driven mobile robot was performed. Firstly, kinematic and dynamic models of the mobile robot were obtained. Actuator dynamics are also included in the dynamic model to provide more precise trajectory control. A hybrid controller using Kinematics Based Backstepping Control (KTGAK) and Model Predictive Control (MPC) was designed to control the trajectory tracking of the mobile robot. In order to compare the performance of the proposed controller, another controller consisting of the combination of KTGAK and Proportional Integral Derivative (PID) controller was designed. The performances of the designed controllers were tested by simulation studies. Kinematic and dynamic models of the robot, controller designs and simulation studies were carried out using MATLAB/Simulink software. The trajectory tracking performances of the controllers were examined and comparatively evaluated in terms of response speed and tracking error using circle, square and infinite type reference trajectories. Additionally, the robustness of the controllers against disturbance input and parameter changes has been tested for different scenarios where the robot mass is gradually increased and disturbance torque input is applied.
Açıklama
Yüksek Lisans Tezi
Anahtar Kelimeler
Diferansiyel Tahrikli Mobil Robot, Kinematik Tabanlı Geri Adımlamalı Kontrol, Model Öngörülü Kontrol, Yörünge Takibi Kontrolü, Differential Drive Mobile Robot, Kinematics Based Backstepping Control, Model Predictive Control, Trajectory Tracking Control
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Koç, K. (2024). Model öngörülü kontrol ile diferansiyel tahrikli bir mobil robotun yörünge takibi kontrolü. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Mekatronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
