Application of soft computing techniques to control of a flexible mechanical system

Abstract

Robot manipülatörler endüstride önemli roller oynamaktadır. Günümüzde çoğu şirket az enerji tüketimiyle yüksek üretim gücü istemektedirler. Bunu gibi nedenlerden dolayı esnek uzuvlu manipülatörler başka bir değişle esnek uzuvlu sistemler daha yaygın kullanılmaya başlamıştır. Esnek uzuvlu sistemlerin birçok avantajı olmasına rağmen önemli dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlardan en önemlisi de hareket sonundaki artık titreşimlerdir. Bu titreşimler endüstride istenmeyen özelliklerdendir. Bu yüzden değişik kontrol yöntemleri bu artık titreşimleri yok etmek ya da azaltmak için kullanılır. Bu çalışmada dört farklı kontrol tekniği tek uzuvlu esnek manipülatörün pozisyon kontrolünde kullanılmıştır. Bu kontrol yöntemleri ise şunlardır: PID kontrol, girdi şekillendirme ile kontrol, bulanık mantık ile kontrol ve yapay sinir ağları ile kontrol. Bu kontrolörler sisteme ayrı ayrı uygulanmış ve sonuçları tartışılmıştır. Önerilen kontrol yöntemleri hızlı cevap ve düşük sapma karakteristiği düşünülerek oluşturulmuştur.Anahtar Kelimeler: esnek manipülatörler, PID kontrol, girdi şekillendirme ile kontrol, bulanık mantık ile kontrol, yapay sinir ağları ile kontrol

Robotic manipulators play an important role in industry. Nowadays most company needs more productivity with less energy consumption. For reasons like these flexible link manipulators in other words flexible link systems are used more widely in several applications. Although flexible systems have several advantages, they have some disadvantages. The most vital disadvantage is residual vibration at the end of motion. This vibration is undesirable in industry. So different type of control schemes have been applied to eliminate or reduce this residual vibration. In the content of this thesis four different control techniques are applied to the single link flexible manipulator. Among these controllers PID controller (see chapter 4) and command shaping controller (see chapter 5) are classical type of controllers and they are designed for comparison of classical controller with soft computing types. The control techniques are proportional-integral-derivative control, command shaping control, fuzzy logic control and neural network control. These four controllers are applied separately to the system and results are discussed. Proposed controllers are designed by considering by considering quick response and small overshoot.Key Words: flexible manipulators, PID control, command shaping control, fuzzy logic control, neural network control