Tek uzuvlu esnek manipülatörün artık titreşimlerinin baskılanmasında optimizasyon tabanlı bir kontrol algoritmasının geliştirilmesi

Bu tez çalışmasında tek uzuvlu esnek bir manipülatör için sistem enerjisine dayanan bir kontrolcü geliştirilmiştir. Esnek uzvun modellenmesinde Euler-Bernoulli kirişi dikkate alınmıştır. Sistemin indirgenmiş dinamik modeli ise Varsayılan Modlar Metodu kullanılarak elde edilmiştir. Konum ve titreşim kontrolü, sistemin tek kontrol girişi olan motor torku ile gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen kontrolcüde üç adet bağımsız parametre yer almaktadır. Bağımsız parametreler için uygun değerlerin belirlenmesinde Yapay Arı Kolonisi Algoritması kullanılmıştır. Algoritma ile tüm bağımsız parametreler aynı anda optimizasyon sürecine alınmış ve uygun tork değeri belirlenmiştir. Ek olarak, esnek manipülatörün farklı uç kütleye sahip olduğu durumlarda da kontrolcünün uygulanabilir olması için bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen kontrolcünün performans incelemesi için MATLAB yazılımında simülasyon hazırlanmıştır. Performans incelemesi, hedeflenen açısal konuma ulaşma süreleri, açısal konumda meydana gelen aşmalar, hareket sırasında meydana gelen uç nokta salınımları, açısal hız değerleri ve ihtiyaç duyulan maksimum tork değerleri üzerinden gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, tork ifadesinde yer alan tüm parametrelerin optimizasyonuna ilişkin sonuçlar, parametrelerin farklı kombinasyonlar ile optimize edildiği ve tüm parametrelerin uygun sabit değerlerde seçildiği durumlara ilişkin sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. İkinci adımda, geliştirilen kontrolcü, katsayıları Yapay Arı Kolonisi Algoritması ile optimize edilmiş klasik PD kontrolcü ile karşılaştırılmıştır. Üçüncü adımda, geliştirilen kontrolcünün literatürde yer alan bir kontrolcü ile performans karşılaştırması gerçekleştirilmiştir. Dördüncü ve son adımda ise farklı uç kütle durumları için geliştirilen kontrolcünün performansının değerlendirilmesi amacı ile farklı uç kütle durumlarına ilişkin simülasyon sonuçları incelenmiştir. Geliştirilen kontrolcü ile farklı uç kütle değerleri için dahi hedeflenen açısal konuma hızlı ve düşük aşma değerleri ile ulaşılmış ve hareket sırasında meydana gelen salınım hareketleri sönümlenmiştir. Kontrolcünün farklı uç kütle durumlarında dahi başarılı bir kontrol gerçekleştirdiği, ek olarak optimizasyon sürecinde kısa döngüler sonucunda uygun parametrelerin elde edilebildiği sonucuna ulaşılmıştır.