State feedback control of underactuated manipulators

Eksik tahrikli manipülatörler, mekatronik ve robotik uygulamalarında fazlaca kullanılmaktadır. Eksik tahrikli manipülatörlerin kontrolü, sistemin tahrik elemanı (kontrol giriş) sayısının sistem serbestlik derecesinden az olduğu için zor bir hal almaktadır. Bu tezde, iki serbestlik dereceli, ilk mafsalda tahrik elemanı bulunduran ve yatay düzlemde çalışan bir manipülatör ele alınmıştır. Yatay düzlemde serbest dönebilen ekleme yer çekimi etki etmediğinden bu koşulda manipülatörü kontrol etmek daha zor hale gelmektedir. Pozisyon kontrolü problemini çözmek için doğrusal olmayan durum geri beslemeli kontrol sistemi geliştirilmiştir. Kısmi geri beslemeli doğrusallaştırma tekniğiyle manipülatörün her bir ekleminin pozisyonunu kontrol etmek için kullanılmış ve her iki mafsalı aynı anda kontrol etmek amacıyla anahtarlamalı kontrol algoritması kontrol sistemine dahil edilmiştir. Tasarlanan kontrol sisteminin performansı simülasyonlarla ve gerçek zamanlı çalışan bir prototip yardımıyla test edilmiş; hem simülasyonlarda hem de gerçek zamanlı kontrol uygulamarında tatminkar sonuçlar elde edilmiştir. Önerilen kontrol sistemi manipülatörün mafsallarını istenilen pozisyonlara kısa sürede götürmüş ve uygulanan torkun gerçek sistemlerde kullanılabilir düzeyde olduğu görülmüştür. Sonuçlar pozisyon kontrol hedefine sürekli rejimde kabul edilebilir derecede küçük hatalarla varıldığını göstermektedir.