Esnek sistemlerin artık titreşim kontrolü için girdi şekillendirici tasarımı ve çok amaçlı optimizasyonu

Bu tez, esnek mekanik/robotik sistemlerde hızlı ve hassas konumlandırma sırasında ortaya çıkan artık titreşimleri bastırmak için, sikloid–rampa–rampa versin (CPRVPR) tabanlı yumuşak referans profilini sıfır titreşim (ZV, ZVD, ZVDD) girdi şekillendiricileriyle bütünleştiren gürbüz bir komut şekillendirme yaklaşımı önermektedir. Oluşturulmuş ön-komutlar iki tamamlayıcı çok amaçlı fonksiyon ile optimize edilmiştir. Birinci tasarım çerçevesinde, Titreşimli Parçacıklar Sistemi (VPS) algoritması kullanılmış ve Ekstra Duyarsız (EI) şekillendiricinin gürbüzlük kısıtları gözetilerek gürbüzlük–seyahat süresi arasındaki ilişki (duyarsızlık verimi) geliştirilerek nihai komut profili elde edilmiştir. İkinci tasarım ise Genetik Algoritma (GA) ile seçilen özel titreşim frekanslarında artık titreşim tam sıfırlanmış, bu frekanslar arasında kalan bölgelerde ise artık titreşim %10 eşik değerin altında sınırlandırılmıştır. Önerilen yöntemler, Quanser sarkaç tipi vinç düzeneğinde deneysel olarak doğrulanmıştır. Elde edilen hassasiyet eğrileri ve hassasiyet yüzeyleri, parametre belirsizliklerine karşı duyarsızlığı ortaya koymaktadır. Sonuçlar, 15 yaygın şekillendirici ile yapılan karşılaştırmalarda, gürbüzlük/performans açısından anlamlı kazanımlar elde edildiğini göstermektedir. Önerilen yaklaşımların hareket profilleri, ZV, ZVD, ZVDD, EI, 2H-EI, 3H-EI, MISZV ve MISZVD gibi klasik girdi şekillendiricilerde olduğu gibi darbe dizileri yerine, yumuşak hareket profillerine sahiptir. Bu sayede ani ivmelenme ve ani frenleme talepleri azaltılmıştır. Böylece aktüatör ve mekanik bileşenlerde aşırı zorlanma, aşınma ve yorulma risklerinin önüne geçilerek endüstriyel uygulamalara uygun çözüm sunmaktadır.