İşbirlikçi bir robotun arı algoritması kullanarak optimum empedans kontrolü

Bu çalışmada, 7 serbestlik dereceli Kuka LBR iiwa 14 R820 serisi işbirlikçi robotun optimum empedans kontrolcü tasarımı yapılmıştır. İlk olarak robot kolun D-H parametreleri belirlenmiş bu parametreler yardımı ile ileri ve ters kinematik analizi ve sayısal hesaplamaları yapılmıştır. Matematiksel modelin elde edilmesinden sonra sistemin katı modeli MATLAB programına aktarılmıştır. Empedans ve PID kontrolcü MATLAB/Simulink programında tasarlanmıştır. Son olarak Arı Algoritması kullanılarak tasarımı yapılan kontrolcünün optimizasyonu yapılmıştır. Optimize edilen kontrolcünün çalışma performansı; dışarıdan kuvvet uygulanmadan robot kolun istenilen yörüngeyi takip etmesi, hareketsiz duran robota üç eksende kuvvet uygulanması, hareket halindeki robot kola dışarıdan kuvvet uygulanması, hareket halinde iken robotun düz bir engelle karşılaşması ve hareket halinde iken robotun eğik bir engelle karşılaşması olmak üzere beş farklı senaryoda incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar grafiklerle sunulmuştur. Geliştirilen metodun etkinliği sayısal uygulamalarla gösterilmiştir. Bu kapsamda robotun çalışmasını denetleyen optimize edilmiş kontrolcünün çok düşük hata değerleri ile sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Beş farklı senaryoda da robot kol, az miktarda aşmalar ile salınım yapmadan ve kalıcı durum hatası oluşmadan, hareketsiz durduğu durumlar için başlangıç konumuna başarılı bir şekilde tekrar gelmiş ve hareket halindeki durumlar için ise kendisinden istenilen yörüngeleri başarılı bir şekilde tamamlayabilmiştir.