MOTION PLANNING AND CONTROL OF UNDERACTUATED SYSTEMSOVER OPTIMIZED TRAJECTORIES
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: EMİNALP KOYUNCU
Danışman: Mustafa Mert Ankaralı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, doğrusal olmayan kısıtlı tahrikli sistemler için gürbüz ve gerçek zamanlı bir optimal kontrol stratejisi öneriyoruz. Metodumuz, geri beslemeli hareket planlama yöntemleri üzerine kurulu bir optimizasyon tabanlı yörünge planlayıcısı kullanıyor. Geri beslemeli planlayıcılar, konfigürasyon uzayını engelsiz bölgelere ayırarak, her bölgede yerel kontrolcü ile sistemin sürülmesini sağlar. Biz ise bu yerel kontrolcüleri, giriş kısıtlarını dikkate alarak, global bir yörünge oluşturmak için optimizasyon yöntemleri ile kullanıyoruz. Ardından, oluşturulan global yörünge bir kontrolcü ile takip ediliyor. Çalışmamızda ilk olarak sistemin konfigürasyon uzayında Seyrek Komşuluk Grafiği oluşturarak, başlangıçtan hedefe en kısa yoldan ulaşan düşümlerin kesişim noktasında bulunan hiyerarşik ara noktaları belirliyoruz. Bu noktalar arasında, sistem dinamikleri ve kısıtlarını dikkate alarak, girdi eforunu minimize eden bir optimizasyon algoritması ile global yörüngeleri hesaplıyoruz. Son aşamada, sistemin bu yörüngeyi kapalı döngü bir kontrolcü ile takip etmesini sağlıyoruz. Algoritmamızı, kısıtlı tahrikli insansız su üstü araçlarını engelli alanlarda sürerek sınadık. Çalışmamızı MATLAB üzerinde hazır bir model ve Clearpath Robotics Heron insansız su üstü aracının ROS-Gazebo verileriyle oluşturduğumuz bir modeli kullanarak denedik. Sonuçlar metodun çevrimdışı planlama aşamasında yüksek işlem gücü gerektirmesine rağmen önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında sistemin çevrimiçi olarak gerçek zamanlı performans ve gürbüzlük açısından üstünlük gösterdiğini ispatladı.