THREE DEGREE OF FREEDOM LEG DESIGN FOR QUADRUPED ROBOTS AND FRACTIONAL ORDER PID (PIλDμ) BASED CONTROL

Authors : Muhammed Arif ŞEN, Veli BAKIRCIOĞLU, Mete KALYONCU

Pages : 237-247

Doi:10.36306/konjes.620942

View : 54 | Download : 16

Publication Date : 2020-06-03

Article Type : Research Paper

Abstract :Dört ayaklı robotlar, tekerlekli sistemlere kıyasla farklı arazi şartlarında yüksek hareket kabiliyetine sahip, karmaşık dinamik yapısı nedeniyle robotik ve kontrol alanında popülerliğini artıran, bacaklı mobil robotlardır. Bu çalışmada; yürüyüş planlaması, adım yörüngesi tasarımı, gövdenin denge kontrolü gibi konularda hızlı ve etkili bir benzetim yapabilmek amacıyla, üç serbestlik dereceli doğrusal bacak modeli ve kontrolü sunulmuştur. Uzuv boyutlar, kütle, atalet, eklem sertlik ve sönüm değerleri vb. gibi dinamik parametreleri içeren gerçekçi bir fiziksel model Matlab/Simulink/ Simscape’de tasarlandı ve benzetimi gerçekleştirildi. Robotun yürüyüşü boyunca standart bir adım yörüngesini gerçekleştirmek için gerekli eklemlere ait açısal konum aralıkları dikkate alınarak, fiziksel model üzerinden doğrusallaştırma araçları kullanılarak, girişi tork-çıkışı açısal konum olacak şekilde, sistemin doğrusal Durum-Uzay modeli elde edilmiştir. Sistemin doğrusal model ile fiziksel modelinin, sabit tork girişine karşın birim basamak cevapları karşılaştırılmış ve küçük hata değerleri ile modellere ait cevapların birbirine benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Doğrusal model üzerinden sistemin, farklı kesir dereceleri seçilerek tasarlanan  PIλDμ kontrolcüleri ile açısal konum kontrolü, klasik PID kontrolcü ile karşılaştırmalı olarak  gerçekleştirmiştir. Benzetim sonuçları sunulmuş ve değerlendirilmiştir.
Keywords : 3DoF dört ayaklı robot bacağı, gerçekçi model, doğrusal modelleme, PIλDµ kontrolcü

ORIGINAL ARTICLE URL