Stochastic analysis and adaptive control studies in legged systems
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GÜNER DİLŞAD ER
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Mert Ankaralı
Eş Danışman: Uluç Saranlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Eksik tahrikli bacaklı robotlar, hem temel prensipleri hem de sistem tanımlama yaklaşımlarını kullanarak sistem dinamiklerini doğru bir şekilde modellemede önemli zorluklar yaratan oldukça doğrusal olmayan ve karmaşık dinamik davranışları tasvir eder. Bu nedenle, hatalı modelleme nedeniyle stabilize edici kontrolcülerin tasarımı daha zor hale gelir. Matematiksel modellerdeki fiziksel parametrelerin, tanımlama ve modelleme süreçlerindeki belirsizlik nedeniyle yanlış kalibrasyonlara sahip olduğunu varsayalım. Bu durumda, tasarlanan kontrolcüler kötü performans gösterebilir ve hatta kararsız tepkilere neden olabilir. Ayrıca bu parametreler çalışma ve çevre koşulları nedeniyle zaman içinde değişebilir. Bu bağlamda, yeni koşullara tepki olarak davranışını değiştiren canlı bir organizmaya benzer şekilde, modelleme hatalarını telafi etmek için yay sabiti gibi sistem parametrelerini uyarlamak/güncellemek, "kesin" dinamik parametre değerlerine ihtiyaç duymadan kararlı bir yürüyüş seviyesi kontrolcüsü oluşturma avantajı sağlayabilir. Bu tezin ilk bölümü, antilop türlerinden uyarlanan, eksik tahrikli bir düzlemsel hexapod robotun pronking davranışı için çevrimiçi, model tabanlı bir adaptif kontrol yaklaşımı sunar. Sistematik simülasyon çalışmaları, bu adaptif kontrol politikasının, adaptif olmayan model tabanlı ölü vuruşlu denetleyiciye kıyasla, yüksek düzeyde parametre belirsizliklerine karşı dayanıklı olduğunu göstermektedir. Çalışmanın ikinci bölümünde, yarı kararlı bacaklı sistemlerin stokastik kararlılık özelliklerini ölçmek için sigma bazlı dönüşüme dayalı etkin bir kestirim yöntemi önerilmiştir. Kararlılık özelliklerini tahmin etmek için geniş bir başlangıç koşulları kümesi için yüksek boyutlu durum uzayı kesiklileştirilmesini gerektiren önceki yöntemlerin aksine, bu çalışma, daha az deneyle kontrolcü performanslarını değerlendirmeyi ve parametrik bağımlılıkları analiz etmeyi amaçlamaktadır. Önerilen yaklaşımda, gürültü istatistiklerine ilişkin ön bilgileri kullandığı ve deneyler için başlangıç koşullarının bilinçli seçimlerini sağladığı ve bu sayede hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde azalttığı için sigma bazlı dönüşüm kullanılmıştır. Ek olarak, birden fazla belirsizlik kaynağı ve yüksek boyutlu sistem dinamikleri ile başa çıkmayı sağlar Son olarak, önerilen yöntemin kabiliyeti, tek boyutlu bir zıplama mekanizmasının ve bir eksik tahrikli iki ayaklı yürüme simülasyonu analiz edilerek gösterilmiştir.