DÖRT SERBESTLİK DERECELİ ROBOT KOLUN 2-DOF PID İLE KONTROLÜ

Abstract

Bu çalışmada, dört serbestlik dereceli robot kolunun uç elemanının pozisyon (konum) kontrolü yapılmıştır. Robot kolun uç noktasının referans konum değerleri ters kinematik denklemlere uygulanarak referans konum açıları belirlenmiş ve bu açılar kapalı çevrim olarak kontrol edilmiştir. Çalışmada robot kolun her bir ekleminin hareketi için Doğru Akım (DA) motoru kullanılmıştır. İlk olarak robot kolu Matlab/SimMechanics ortamında modellenmiştir. Robot kol RoboAnalyzer programında modellenerek her bir eklem için gereken torklar belirlenmiş ve bu tork değerlerine göre DA motorun seçimi yapılmıştır. Seçilen DA motor parametrelerine uygun transfer fonksiyonu elde edilerek bu modele eklenmiştir. Robot kolu hem klasik PID kontrolör hem de 2-DOF PID kontrolör ile kontrol edilmiştir. Hem klasik PID hem de 2-DOF PID parametreleri parçacık sürü optimizasyonu yöntemi ile belirlenmiştir. Sonuçlar irdelendiğinde 2-DOF PID kontrolör performansının klasik PID kontrolörün performansından daha iyi olduğu görülmüştür. Böylelikle 2-DOF PID kontrolör ile robot kol performansı iyileştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Robot kol, Kinematik denklemler, Konum kontrolü, PSO, 2-DOF PID

In this study, the position of the end element of the robot arm with four degrees of freedom is controlled by the 2-DOF PID controller. The reference position values of the end point of robot arm are applied to the inverse kinematic equations, the reference position angles are determined and these angles are controlled in closed loop. Direct current (DC) motor is used for the movement of each joint of the robot arm in this study. The robot arm is modeled in the Matlab/SimMechanics environment. The robot arm is modeled in the RoboAnalyzer program and the required torques for each joint are determined and the DA motor is selected according to these torque values. The transfer function corresponding to the selected motor parameters is obtained and this function is added to model. The robot arm was controlled by both a classical PID controller and a 2-DOF PID controller. Both the classical PID and the 2-DOF PID parameters are determined by the particle swarm optimization method. When the results are analyzed, it's seen that 2-DOF PID controller performance is better than classical PID's. Key Words: Robot arm, Kinematics equations, Position control, PSO, 2-DOF PID