Bulanık Mantık ve Yapay Sinir Ağları ile bir 3-3 Stewart Platformu nun Pozisyon Kontrolü

Benzer belgeler
Deney No: 2. Sıvı Seviye Kontrol Deneyi. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Dijital Kontrol Laboratuvar Deney Föyü Deneyin Amacı

Bulanık Mantık ile Hesaplanan Geoid Yüksekliğine Nokta Yüksekliklerinin Etkisi

İki Serbestlik Dereceli KardanUygulamasının Kararlılaştırılması

ÇOKLU REGRESYON MODELİ, ANOVA TABLOSU, MATRİSLERLE REGRESYON ÇÖZÜMLEMESİ,REGRES-YON KATSAYILARININ YORUMU

4.5. SOĞUTMA KULELERİNİN BOYUTLANDIRILMASI İÇİN BİR ANALIZ

Servis Amaçlı Robotlarda Modüler ve Esnek Boyun Mekanizması Tasarımı ve Kontrolü

VEKTÖRLER VE VEKTÖREL IŞLEMLER

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, Eylül 2013, Malatya MEKATRONİK SİSTEMLER VE KONTROLÜ

Dört Ayaklı Robotun Bir Bacağı İçin PID Kontrolcü Tasarımı ve Arı Algoritması Kullanarak Optimizasyonu

YÖNETİM VE EKONOMİ Yıl:2006 Cilt:13 Sayı:1 Celal Bayar Üniversitesi İ.İ.B.F. MANİSA

TRAFİK İŞARETLERİNİN HOUGH DÖNÜŞÜMÜ VE DVM KULLANILARAK SINIFLANDIRILMASI TRAFFIC SIGN CLASSIFICATION USING HOUGH TRANSFORM AND SVM

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:13 Sayı:2 sh Mayıs 2012

Bilgisayarla Görüye Giriş

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

Sera İklimlendirme Kontrolü İçin Etkin Bir Gömülü Sistem Tasarımı

Sıklık Tabloları ve Tek Değişkenli Grafikler

TÜRKİYE DEKİ 380 kv LUK 14 BARALI GÜÇ SİSTEMİNDE EKONOMİK YÜKLENME ANALİZİ

ARAŞTIRMA MAKALESİ/RESEARCH ARTICLE TEK ÇARPIMSAL SİNİR HÜCRELİ YAPAY SİNİR AĞI MODELİNİN EĞİTİMİ İÇİN ABC VE BP YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI ÖZ

a IIR süzgeç katsayıları ve N ( M) de = s 1 (3) 3. GÜRÜLTÜ GİDERİMİ UYGULAMASI

Doğrusal Korelasyon ve Regresyon

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

YAPILARIN ENERJİ ESASLI TASARIMI İÇİN BİR HESAP YÖNTEMİ

Şiddet-Süre-Frekans Bağıntısının Genetik Algoritma ile Belirlenmesi: GAP Örneği *

Toplam Eşdeğer Deprem Yükünün Hesabı Bakımından 1975 Deprem Yönetmeliği İle 2006 Deprem Yönetmeliğinin Karşılaştırılması

( ) 3.1 Özet ve Motivasyon. v = G v v Operasyonel Amplifikatör (Op-Amp) Deneyin Amacı. deney 3

Makine Öğrenmesi 6. hafta

6 Serbestlik dereceli 6-3, özel yapı 6-3 ve 6-4 paralel mekanizmaların genişletilmiş çalışma uzayı analizi

MATLAB GUI İLE DA MOTOR İÇİN PID DENETLEYİCİLİ ARAYÜZ TASARIMI INTERFACE DESING WITH PID CONTROLLER FOR DC MOTOR BY MATLAB GUI

UZAY ÇERÇEVE SİSTEMLERİN ELASTİK-PLASTİK ANALİZİ İÇİN BİR YÖNTEM

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, Eylül 2013, Malatya DOĞRUSAL KONTROL SİSTEMLERİ

GÜNEŞ ENERJİLİ BİR SULAMA SİSTEMİNDE BOOST KONVERTERDEN BESLENEN ARM SÜRÜCÜ SİSTEMİNİN ANALİZİ

UYUM ĐYĐLĐĞĐ TESTĐ. 2 -n olup. nin dağılımı χ dir ve sd = (k-1-p) dir. Burada k = sınıf sayısı, p = tahmin edilen parametre sayısıdır.

PROJE SEÇİMİ VE KAYNAK PLANLAMASI İÇİN BİR ALGORİTMA AN ALGORITHM FOR PROJECT SELECTION AND RESOURCE PLANNING

ÇERÇEVE TİPİ YAPILARIN DEPLASMAN ESASLI DİZAYNI İÇİN DEPLASMAN PROFİLİ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 1 ÇOKLU ISI DEĞİŞTİRİCİSİ DENEYİ

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ ÖRNEK 20 İKİ KATLI YIĞMA KONUT BİNASININ TASARIMI

bir yol oluşturmaktadır. Yine i 2 , de bir yol oluşturmaktadır. Şekil.DT.1. Temel terimlerin incelenmesi için örnek devre

Tuğla Duvardaki ve Tesisattaki Isı Kaybının Yapay Sinir Ağları İle Belirlenmesi

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

5.3. Tekne Yüzeylerinin Matematiksel Temsili

ROBİNSON PROJEKSİYONU

SPOR BİYOMEKANİĞİNDE MODELLEME ve KARŞILAŞILAN SORUNLAR

DENEY 4: SERİ VE PARALEL DEVRELER,VOLTAJ VE AKIM BÖLÜCÜ KURALLARI, KIRCHOFF KANUNLARI

Soğutucu Akışkan Karışımlarının Kullanıldığı Soğutma Sistemlerinin Termoekonomik Optimizasyonu

Korelasyon ve Regresyon

ZKÜ Mühendislik Fakültesi - Makine Mühendisliği Bölümü ISI VE TERMODİNAMİK LABORATUVARI Sudan Suya Türbülanslı Akış Isı Değiştirgeci Deney Föyü

BETONARME YAPI TASARIMI

kadar ( i. kaynağın gölge fiyatı kadar) olmalıdır.

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi DÜZ DİŞLİ ÇARKLARIN SONLU ELEMANLAR METODU İLE MODELLENMESİ

YAYILI YÜK İLE YÜKLENMİŞ YAPI KİRİŞLERİNDE GÖÇME YÜKÜ HESABI. Perihan (Karakulak) EFE

Sistemde kullanılan baralar, klasik anlamda üç ana grupta toplanabilir :

Üç Boyutlu Yapı-Zemin Etkileşimi Problemlerinin Kuadratik Sonlu Elemanlar ve Sonsuz Elemanlar Kullanılarak Çözümü

KAFES SİSTEMLERİN GERİLME, YER DEĞİŞTİRME, BURKULMA VE DOĞAL FREKANS KISITLARI ALTINDA OPTİMUM TASARIMI

Öğretim planındaki AKTS TASARIM STÜDYOSU IV

Yapay Sinir Ağı ve Bulanık-Yapay Sinir Ağı Yöntemleri Kullanılarak Tava Buharlaşma Tahmini

ÇELİK UZAYSAL ÇERÇEVE YAPILARIN OPTİMUM TASARIMI

DİNAMİK ANALİZ PROBLEMLERİ İÇİN YENİ BİR ADIM ADIM SAYISAL ÇÖZÜMLEME YÖNTEMİ

Bulanık-Sinir Ağı Yapısı İçin Yeni Bir Karma Yaklaşım

İÇME SUYU ŞEBEKELERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ

POLİNOMLARLA VE BULANIK MANTIK İLKELERİNE GÖRE GEOİT BELİRLEMENİN PRESİZYONA ETKİSİ

FLYBACK DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE ANALİZİ

ENDÜSTRİNİN DEĞİŞİK İŞ KOLLARINDA İHTİYAÇ DUYULAN ELEMANLARIN YÜKSEK TEKNİK EĞİTİM MEZUNLARINDAN SAĞLANMASINDAKİ BEKLENTİLERİN SINANMASI

Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Bölümü, ELAZIĞ

Sürekli Olasılık Dağılım (Birikimli- Kümülatif)Fonksiyonu. Yrd. Doç. Dr. Tijen ÖVER ÖZÇELİK

AĞIR BİR NAKLİYE UÇAĞINA AİT BİR YAPISAL BİLEŞENİN TASARIMI VE ANALİZİ

İntegratörlü sistemler için Katsayı Diyagram Metodu ile kontrolör tasarımı

X, R, p, np, c, u ve diğer kontrol diyagramları istatistiksel kalite kontrol diyagramlarının

Çok Katlı Kompozit Çelik Çerçevelerin Genetik Algoritma ile Dinamik Sınırlayıcılı Optimizasyonu *

Türk Dilinin Biçimbilim Yapısından Yararlanarak Türkçe Metinlerin Farklı İmgelere Ayrılarak Kodlanması ve Sıkıştırılması

İnce duvarlı yapılar, yüksek enerji sönümleme kabiliyetleri,

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 1 s Ocak 2005

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 Sayı: 48 sh Eylül 2014 KRİL SÜRÜSÜ ALGORİTMASI İLE ATÖLYE ÇİZELGELEME

YÜKSEK FREKANSLI HABERLEÞME DEVRELERÝ ÝÇÝN, TOPLU - DAÐINIK, KARMA ELEMANLI ARABAÐLAÞIM MODELLERÝNÝN BÝLGÝSAYAR DESTEKLÝ TASARIMI

Çelik Yapıların Öngörülen Göreli Kat Ötelemesi Oranına Göre Enerji Esaslı Tasarımı *

YUMUŞAK KATA SAHİP BİNALARIN DEPREM GÜVENLİĞİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Makine Öğrenmesi 10. hafta

PÜRÜZLÜ AÇIK KANAL AKIMLARINDA DEBİ HESABI İÇİN ENTROPY YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

16. Dörtgen plak eleman

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, Eylül 2013, Malatya AKILLI VE UYARLAMALI KONTROL SİSTEMLERİ

TÜRKİYE DEKİ 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİ İÇİN EKONOMİK DAĞITIM VE OPTİMAL GÜÇ AKIŞI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

HAFTA 13. kadın profesörlerin ortalama maaşı E( Y D 1) erkek profesörlerin ortalama maaşı. Kestirim denklemi D : t :

BİRLEŞİK DALGACIK-SİNİR AĞI MODELİ YAKLAŞIMI İLE ELEKTRİK GÜÇ SİSTEMLERİNDE ARIZA SINIFLAMA

DOĞRUSAL OLMAYAN DİZGELER İÇİN MODEL TEMELLİ ARIZA BULMA-YALITIMI VE ROBOT MANİPÜLATÖRLERE UYGULANMASI

BULANIK ÇOK AMAÇLI HÜCRESELTASARIM PROBLEMİNİN İKİ AŞAMALI BULANIK PROGRAMLAMA YAKLAŞIMI İLE ÇÖZÜMÜ

KARMAŞIK SAYILAR. Derse giriş için tıklayın...

PARMAKİZİ RESİMLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TEMİZLENMESİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ

Epilepside EEG Tabanlı Entropi Değişimleri

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Vize Sınavı (2A)

FOTOGRAMETRİK NOKTA AĞLARI İÇİN BASİT BİR OPTİMİZASYON METODU

ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN BİYOLOJİK ARITIMI VE ARITIM KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ

Boğaziçi Köprüsü Hareketlerinin Zaman Dizileri Analizi İle Belirlenmesi

EVRİMSEL ALGORİTMA İLE SINIRLANDIRMALI DİNAMİK OPTİMİZASYON

TUNING GAIN PARAMETERS OF A PI CONTROLLER USING GENETIC ALGORITHM FOR BOOST DC-DC CONVERTER

Meteorolojik Verilerin Yapay Sinir Ağları Đle Modellenmesi

Kamuflaj Tespiti için Hiperspektral Görüntüleme Hyperspectral Imaging for Camouflage Detection

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

G.1. : Y.Kutlu, M.Kuntalp, D.Kuntalp. : Öz Düzenleyici Haritalar Kullanilarak Diken Dalgalarin Analizi. Yay nlanan Kitapç k.

GRİ İLİŞKİSEL ANALİZ YÖNTEMİNE GÖRE FARKLI SERTLİKLERDE OPTİMUM TAKIM TUTUCUSUNUN BELİRLENMESİ

Transkript:

Bulanık Mantık ve Yapay Snr Ağları le br 3-3 Stewart Platformu nun Pozsyon Kontrolü İbrahm Yıldız 1, V.Emre Ömürlü 2, Ş.Nac Engn 3 1 Makne Mühendslğ Bölümü Yıldız Teknk Ünverstes, Beşktaş yldz@yldz.edu.tr 2 Mekatronk Mühendslğ Bölümü Yıldız Teknk Ünverstes, Beşktaş omurlu@yldz.edu.tr 3 Elektrk Mühendslğ Bölümü Yıldız Teknk Ünverstes, Beşktaş engn@yldz.edu.tr Özetçe Stewart Platform Mekanzmaları uzay sanay ve malat sektöründe, altı eksenl hareket yeteneklernden dolayı, genş br uygulama alanı bulmaktadır. Doğrusal olmayan dnamk yapılarından dolayı kontroller oldukça karmaşıktır. Bu çalışmada br 3 3 Stewart Platform Mekanzmasının, küresel br çalışma uzayı taranarak elde edlen optmum PID katsayıları le yapılan kontrolünün, yne aynı noktalar ele alınarak Bulanık Mantık-PID ve Yapay Snr Ağları le yapılan kontroller karşılaştırılmıştır. Her br kontrolör sanal br ortamda gerçeklenen fzksel Stewart Platformuna gerçek zamanlı olarak uygulanmış, sonuçlar rdelenmştr. 1. Grş Stewart Platform Mekanzması lk olarak 1965 yılında D.Stewart[1] tarafından, doğrusal hareket eden paralel altı adet bacağın üst ve alt kısmına plakaların montes ve sonucunda, üç doğrusal ve üç açısal olmak üzere, altı serbestlk dereces elde edlmesyle, uçuş smülatörü olarak kullanılmak üzere tasarlanmış br mekanzmadır. Ortaya çıkışından günümüze kadar br çok alanda farklı konfgürasyonlarda kullanılmıştır. Üst plakanın hareketl, alt plakanın sabt olduğu uygulamalara sık rastlansa da brkaç uygulamada hareketl alt plaka ve sabt üst plaka düzen kullanılmıştır. Brbrne paralel knematk br zncr şeklnde bağlanmış tahrk elemanları sstemn knematğn br hayl nonlneer yaptığından, bu mekanzmanın kontrolü üzerne çok sayıda algortmalar ortaya konulmuştur[2-14]. Bu alanda nadr olarak kullanılan bulanık mantık lk olarak L.A. Zadeh[15] tarafından 1965 yılında ortaya konulmuş ve endüstrde genş ölçekte kullanım alanı bulmuştur. Tecrübeyle ve deney sonuçlarına göre elde edlen mantıksal kural tabanlarından çıkarım yapan bulanık mantık, matematk modeln elde edlmesnn güç olduğu durumlarda br çözüm olablmektedr. Br Stewart Platform Mekanzmasına, mekanzmanın ters knematğnden yola çıkarak uygun kural tabanını ve buna bağlı olarak kontrolcüyü Chung [16] ortaya koymuştur. Yapay Snr Ağları (YSA) kullanılarak Stewart Platform Mekanzmasının düz knematğ ve kontrolü üzerne çalışmalar ortaya konulmuştur [17]. Stewart Platform Mekanzmasının Bulanık Mantık kontrolörünün kural tabanını değştrmeden daha doğru sonuçlar elde edleblmes açısından hat üzernde eğtm yapablen br YSA algortması gelştrlmştr [18]. Stewart Platform Mekanzmasının YSA ve Bulanık mantık kontrolörlern performanslarının değerlendrlmes açısından [19] da verlen uygulama, değerlendrme krterlern belrlemek açısından önemldr. Bu çalışmada sstem parametreler ve dnamkler belrtlmş, optmum kontrolör sabtlernn tayn anlatılmış ve elde edlen verler doğrultusunda kontrolör performansları, sstemn zaman cevabına bağlı olarak, değerlendrlmştr. 2. Kontrol ve Smülasyon 2.1. Sstem Parametreler Smülasyonu yapılan sstemn parametreler, şekl 1 de gösterlen, uzaysal hareket eden br nesnenn kuvvet ger beslemes yaparak, nesne üzerne etkyen kuvvet ve moment etklern, Stewart Platform Mekanzmasını br manpülatör olarak kullanan kullanıcıya aktaran, mekanzmadan alınmıştır. Bu mekanzma 6 adet doğrusal motorla tahrk edlmekte olup, bu motorların hareketl üst platforma bağlantıları küresel mafsallarla, sabt alt platforma bağlantıları se kardan kavramalarla sağlanmıştır. Bu düzeneğn sabtler aşağıda verlmştr: Üst plakanın ağırlığı:1.387 kg 495

Doğrusal motor gövde ağırlığı:0.44 kg x 6 Doğrusal motor slndr ağırlığı (doğrusal hareketl kısım):0.135 kg x 6 Üst plakayı oluşturan üçgenn noktalarını çne alan darenn yarıçapı: 0.15 m Alt plakayı oluşturan üçgenn noktalarını çne alan darenn yarıçapı: 0.175 m Maksmum motor uzunluğu: 0.397 m Mnmum motor uzunluğu: 0.312 m Sstemn smülasyonu yukarıda verlen parametreler doğrultusunda Matlab-Smmechancs kullanılarak hazırlanan sanal mekanzma le gerçeklenmştr. Sstemn smülasyon model şekl 6 da verlmştr. L d dt r = S (2) ω x ω y ω z t x t y = t z a1 a2 a3 a4 a5 a6 [ A] [ B] 6x6 ω x ω y ω z t x t y ~ 1 6x6 I a1 a2 a3 a4 a5 a6 6x6 [ C] 6 6 [ D] + x 6x6 t z 0 [ L ] 0 a 6x6 [ U ] 12x6 (3) θ 5 L 5 MTF θ 4 L 4 θ 6 L 6 MTF θ 3 L 3 θ 1 L 1 θ 2 L 2 P C q r P r t r r t b S r Şekl 2:Stewart Platform Mekanzmasının bağ-grafk model Şekl 1: Kontrolörlern hareketl plakayı ulaştıracakları küresel çalışma uzayının her 1/8 nde bulunan uç noktaları ve ters knematk esas alınarak oluşturulan vektörel gösterm Şekl 1 de verlen vektörel göstermden yola çıkılarak sstemn ters knematk çözümü elde edlr. Denklem 1, br bacağa at vektörü göstermektedr. Burada t vektörü hareketl platformun koordnat sstemnn ana eksen takımına göre konum vektörüdür. q vektörü üst platformun bağlantı noktalarının üst platformun eksen takımına göre konumunu göstermektedr. b vektörü se alt platformun ana eksen takımına göre konumunu göstermektedr. Denklem 2 bacak uzunluğunu vermektedr. r r r r S = q + t b (1) B C b r B Denklem 3 de, şekl 1 dek sstemden elde edlen durumuzayı gösterm verlmştr. Burada durum değşkenler olarak sstemn motor akımları ( ), açısal hızı( ω ) ve öteleme mktarının ( t ) türev alınmıştır. ~ I ndrgenmş atalet matrs, La motor ndüktans matrs, U motor grş voltajı ve yerçekm etklern çeren tahrk matrs, A, B, C, ve D matrsler se bütün sstem parametrelern çerr kare matrslerdr. Sstemn bağ grafk model şekl 2 de verlmektedr, [20]. Karmaşık sstem dnamkler ve nonlneerlkler dolayısıyla, stewart platform mekanzmasının kontrolünde esnek kontrolörlern kullanımı gerekllk arz etmektedr. 2.2. Bulanık Mantık PID ve Yapay Snr Ağı Kontolörlernn Ssteme Uygulanması Bu çalışmada Stewart Platform Mekanzmasının hareketl üst platformunun merkeznn konum kontrolü amaçlanmaktadır. Performans değerlendrmes açısından, çalışma uzayını temsl eden sınır noktalar belrlenmş ve uygulanan kontolörlern bu noktalardak performansları ncelenmştr (şekl 1). Sstemn 496

kontrolünde öncelkle br doğrusal tahrk elemanının konum kontrolü çn bulanık mantık&pid kontrolör gelştrlmş ve dğer tahrk elemanları çn de aynı kontrolör kullanılmıştır. Tahrk elemanının referans uzunluğu, hareketl plakanın ağırlık merkeznn, götürülmek stenen noktalara uzaklığından yola çıkılarak, ters knematk yöntemle bulunur. Tahrk elemanının, referans konumundan sapması e ve sapmanın değşm hızı e& olarak fade edlmştr. Bulanık mantık kural kümeler, üçgen fonksyonlardan oluşturulmuş olup, durultma şlem ağırlık merkezn bulma yöntem kullanılarak gerçekleştrlmştr. Şekl 3 de kural tabanını gösterr grafk verlmştr. Kural tabanını oluşturan kural tablosu tablo 1 de gösterlmektedr k burada NK, negatf küçük; N,negatf; S,sıfır; PK, poztf küçük; NB, negatf büyük; PB, poztf büyük olarak kısaltılmıştır. Hata, hatanın değşm ve kontrolör çıkışı ±1 aralığında tutulmuş, ölçekleme faktörü se çıkışla çarpılmıştır (şekl 4). Kural tablosu oluşturulurken her br bacağı oluşturan elemanın pozsyon kontrolü hedef alınarak kural kümeler tespt edlmştr. denetleycler PID&bulanık mantık kontrolör olarak adlandırılır. Şekl 4: Bulanık mantık&pid kontrolör blok dyagramı İncelenen br dğer kontrolör yapay snr ağları kullanılarak hazırlanmıştır. Ağ yapısı 10 katmandan ve her katman çnde 10 snr hücresnden oluşturulmuştur. Kontrolör gerçeklenrken ler beslemel gerye yayılım algortması kullanılmıştır (şekl 5). Kontrolör her br tahrk elemanı çn aynı ağ yapıdan oluşturulmuştur. Çalışma uzayında belrlenen her br nokta çn yukarıda fade edlen kontrolörler uygulanmış, elde edlen performans değerler karşılaştırılmıştır. Şekl 5:Her br tahrk elemanı çn 10 katmandan ve her katmanda 10 snr hücresnden oluşturulan YSA. 2.3. Kontrol Parametrelernn Tespt Edlmes Tablo 2:Sstem performansının belrlenmes çn küresel çalışma uzayında seçlen sınır noktaların tanımları Şekl 3:Hata ve hata değşmnn oluşturduğu kural yüzeyler, üstte kontrolör çıkışı (u), altta ölçekleme faktörü ( α ) Tablo 1: Bulanık mantık&pid kural tablosu e/ė NB N S P PB NB NB/PB NB/PB N/P NK/P S/PK N NB/PB N/P NK/P S/PK PK/P S N/P NK/P S/PK PK/P P/P P NK/P S/PK PK/P P/P PB/PB PB S/PK PK/P P/P PB/PB PB/PB Şekl 4 de verlen sstem, eşdeğer br PID kontrolördür. Oransal katsayı G a G e P + G G de D şeklnde fade edleblr. İntegral ve türev katsayıları se sırayla G G e P ve G a G de D şeklnde fade edlmştr. Bu tp Nokta Yerleşm 1 (+)y,z düzlemnde en uzak nokta 2 (+)x,z düzlemnde en uzak nokta 3 (-)y,z düzlemnde en uzak nokta 4 (-)x,z düzlemnde en uzak nokta 5 Erşleblecek en yüksek nokta 6 Erşleblecek en alçak nokta 7 (+)x,(+)y,(+)z çeyrek uzayında en uzak nokta 8 (+)x,(-)y,(+)z çeyrek uzayında en uzak nokta 9 (-)x,(-)y,(+)z çeyrek uzayında en uzak nokta 10 (-)x,(+)y,(+)z çeyrek uzayında en uzak nokta 11 (+)x,(+)y,(-)z çeyrek uzayında en uzak nokta 12 (+)x,(-)y,(-)z çeyrek uzayında en uzak nokta 13 (-)x,(-)y,(-)z çeyrek uzayında en uzak nokta 14 (-)x,(+)y,(-)z çeyrek uzayında en uzak nokta Sstemn knematk zncr şeklnde olması ve nonlneer yapısı, çalışma uzayındak her noktada performansı farklı kılmaktadır. Çalışma uzayında, sstem performansındak değşmlern en y şeklde gözlenebldğ 14 farklı nokta 497

seçlmş ve hareketl plaka ağırlık merkeznn bu noktalara erşmnde, uygulanan kontrolörün performansı ncelenmştr. Mekanzmanın y-z eksenne göre smetrk yapıda olması sstem performansının smetrk noktalarda aynı olması sonucunu doğurur. Böylece seçlen 14 noktadan smetrk noktalar çıkarılarak kalan 9 noktanın performansının ncelenmes, karşılaştırma çn kullanılmıştır. Seçlen bütün noktalar tablo 2 de verlmştr. Optmum PID katsayıları, belrlenen her br nokta çn K p =1000:5000:26000, K =100:500:2600, K d =100:500:2600 aralıklarında, optmum Fuzzy&PID katsayıları se 1:5:21 arasında taranarak her br katsayı çn sstemn oturma zamanı, üst aşım ve kararlı hal hatası, performans ölçütler olarak kaydedlmştr. Mesela, seçlen 14 nokta çn, şekl 6 dak grafkte görülen oturma zamanındak değşm elde edlmş ve bu verler yardımı le optmum katsayılar belrlenmştr. 3. Sonuçlar Optmum kontrol parametreler seçldkten sonra, belrlenen noktalar çn stewart platform mekanzması üzernde PID, Bulanık Mantık-PID, Bulanık mantık ve Yapay snr ağları kontrolcüler uygulanmış, elde edlen sonçlar karşılaştırılmıştır. Kıyaslamak açısından, verlen noktalar çn her br kontrolörün ürettğ maksmum bacak kuvvetler hesaplanmıştır (şekl 8). Şekl 8 de bacak kuvvetlernn, çalışma uzayında verlen uzak noktalarda beklenldğ gb yüksek çıktığı görülmektedr. Ayrıca Bulanık mantık-pid kontrolcüsünün ürettğ kuvvet değerler sstem boyutları ve motor kapasteler düşünüldüğünde çok yüksek çıkmaktadır. YSA kontrolörünün eğtmnde PID kontrolörden alınan eğtm verler kullanıldığı çn, YSA ve PID kontrolörlern ürettkler bacak kuvvetler neredeyse brbrne eşt olduğu görülmektedr. Bunun yanında YSA ve PID kontrolörlernn ürettğ kuvvetler sstem boyutları ve motor kapasteler göz önüne alındığında kabul edleblr sevyede oldukları görülmektedr. Bulanık mantık denetleyc göz önüne alındığında kuvvetler kabul edleblr sevyede olmakla beraber bütün noktalarda kontrolör çıkış kümesnn sınırlandırılmış olması sebebyle sabt br sevyede oldukları görülmektedr. Şekl 6: Seçlen 14 nokta çn, taranan Bulanık Mantık-PID katsayılarının, yerleşme zamanına etks Şekl 8: Seçlen noktalarda tahrk elemanlarının belrtlen kontrolörlerle ürettkler maksmum kuvvetler Şekl 7:Stewart Platform Mekanzmasının Smulnk- Smmechancs blokları le modellenmes Şekl 9 da performans değerler eşt olan y-z eksenne göre smetrk noktaların kontur grafkler verlmştr. Bu grafklerde açık renkl bölgeler küçük değerler, koyu renkl bölgeler büyük değerler göstermektedr. Bu doğrultuda platform yukarı doğru hareket ederken bulanık mantık denetleyc dışındak bütün kontrolörlerde aynı performans 498

değerler gözlemlenmektedr. Oturma zamanı performansına bakıldığı zaman Bulanık mantık-pid kontrolörün dğer kontrolörlere göre daha y performans verdğ görülmektedr. Kararlı hal hatasına bakıldığı zaman yukarı doğru olan hareketlerde bütün kontrolörler aynı performansı vermektedr. Platformun aşağı olan hareketlernde Bulanık mantık kontrolör dışında Bulanık mantık-pid kontrolör, PID kontrolör ve YSA kontrolörler aynı üst aşım karakterstklern göstermektedrler. Bulanık mantık-pid kontrolörünün oturma zamanı performansı, aşağı doğru olan hareketlerde, YSA, bulanık mantık ve PID kontrolörlernden daha y sonuç verdğ görülür. Aşağı doğru olan hareketlerde kararlı hal hatasının YSA kontrolörde dğer kontrolörlere nazaran daha y sonuç verdğ görülmektedr. Şekl 9: Denetleyclern üst aşım, oturma zamanı ve kararlı hal hatası performanslarının seçlen noktalardak değerler Sonuç olarak 3-3 Stewart Platform Mekanzmasının konum kontrolü çn dört farklı kontrolör denenmş, bunlardan PID ve bulanık mantık-pid kontrolörlernn katsayıları se çalışma uzayında belrlenen noktalara göre optmze edlerek bulunmuştur. Kontrolörlerden YSA kontrolör şekl 9 dak verler göz önünde tutularak en y performans gösteren kontrolör olmuştur. Ancak bacak kuvvetler sstem boyutlarına göre gerçekç olamayacak kadar büyük çıktığından, bu kontrolörün gerçek ssteme uygulanması mümkün gözükmemektedr. 499

Ancak eğtm verler daha düşük katsayılı br PID kontrolörden veya gerçek br sstemden alındığı taktrde kontrolörün üreteceğ bacak kuvvetler kabul edleblr sevyelere ndrgeneblr. Bu kontrolörlerle brlkte daha yüksek sevyel uyarlanablr kontrol algortmalarının kullanılması bu çalışmanın devamı olması ve gelecektek çalışmalara ışık tutması açısından önemldr. 4. Teşekkür Bu çalışma TÜBİTAK ın 3501-105M192 No lu projes kapsamında hazırlanmıştır. 5. Kaynakça [1] Stewart, D.:A Platform wth Sx Degrees-of-freedom, Proceedngs of Mechancal Engneerng Part I, (1966), Clt:180, s: 371-386 [2] Yngje, L., Wenba, Z., and Gexue, R., Feedback Control of a Cable-Drven Gough Stewart Platform, IEEE Transactons on Robotcs, Clt: 22, No: 1, s:. 198-202, 2006. [3] Su, Y.X., Duan, B.Y., Zheng, C.H., Nonlnear PID Control of a Sx-DOF Parallel Manpulator, IEE Proceedngs - Control Theory and Applcatons, Clt:. 151, No: 1, s: 95-102, 2004. [4] C. Huang, L. Fu, Adaptve Backsteppng Trackng Control of the Stewart Platform, 43rd IEEE Conference on Decson and Control, Bahamas, 2004, s: 5228-5233. [5] D. Garagc, K. Srnvasan, Contourng control of stewart platform based machne tools, Proceedngs of the Amercan Control Conference, Boston, 2004, s: 3831-3838. [6] N. Km, C.W. Lee, Hgh Speed Trackng Control of Stewart Platform Manpulator va Sldng Mode Control, IEEE Internatonal Conference on Robotcs and Automaton, Belgum, 1998,s: 2716-2721. [7] C. Huang, C. Chang, M. Yu, L. Fu, Sldng-mode trackng control of the Stewart platform, 5th Asan Control Conference, Tape, 2004, s: 562-569. [8] S. Lee, J. Song, W. Cho, D, Hong, Controller desgn for a Stewart platform usng small workspacecharacterstcs, Internatonal Conference on Intellgent Robots and Systems, Hawa, 2001, s: 2184-2189. [9] Lee, S., Song, J., Cho, W., Hong, D., Poston control of a Stewart platform usng nverse dynamcs control wth approxmate dynamcs, Mechatroncs, Clt: 13, s: 605 619, 2003. [10] I. Chung, H. Chang, C. Ln, Fuzzy Control of a Sxdegree Moton Platform wth Stablty Analyss, IEEE Internatonal Conference on Systems, Man and Cybernetcs, Tokyo, 1999, s: 325-330. [11] Ln, L., Tsay, M., Modelng and control of mcropostonng systems usng Stewart platforms, Journal of Robotc Systems, Clt: 17, No: 1, s: 7 52, 2000. [12] Stocco, L. and Salcudean, S. E.: A Coarse-Fne Approach to Force-Reflectng Hand Controller Desgn, IEEE Internatonal Conference on Robotcs and Automaton,(1996), Mnneapols, Mnnesota, Nsan 22-28 [13] Stoughton, Robert S. and Ara, Tatsuo: A Modfed Stewart Platform Manpulator wth Improved Dexterty, IEEE Transactons on Robotcs and Automaton, (1993), Clt: 9, s: 2 [14] Tng, Y., Chen, Y. And Jar, H.: Modellng And Control For A Gough-Stewart Platform CNC Machne, Journal Of Robotc Systems, (2004), Clt: 21, s: 609-623 [15] Zadeh, L.A.: Fuzzy Sets, Inf. Control. Clt: 31, (1965), No:6, s: 338-353 [16] Chung, I-Fang, Chang, Hung-Hsang, Ln, Chn-Teng: Fuzzy Control of a Sx-degree Moton Platform wth Stablty Analyss, IEEE SMC '99 Conference Proceedngs. Clt:29, (1999), Baskı: 6, s: 726-744 [17] Serrano, F., Caballero, A., Yen, K., Brezna, T.: Control of a Stewart Platform wth Fuzzy Logc and Artfcal Neural Network Compensaton, Recent Advances n Mechatroncs, Sprnger Berln Hedelberg (2007), s: 156-160 [18] Sadjadan, H., Taghrad, H.D., Fateh, A.: Neural Networks Approaches for Computng the Forward Knematcs of a Redundant Parallel Manpulator, (2005), Internatonal Journal of Computatonal Intellgence, Clt: 2, s: 40-47 [19] Engn, S.N., Kuvulmaz, J., Ömürlü, V.E.: Fuzzy Control of an ANFIS Model Representng a Nonlnear Lqud- Level System, Neural Computng and Applcatons. Clt:13, (2004), s: 202-210 [20] İ. Yıldız, 3x3 Kuvvet Ger Beslemel Br Stewart Platformunun Knematk Analz, Bağ-Grafk Modellenmes ve Smülasyonu, Yüksek Lsans Tez, Mak.Müh.Böl, Yıldız Teknk Ün., İstanbul, 2007. 500