Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 1, 743 - 746, 01.06.2020

Öz

Haptik-teleoperasyon sistemleri oldukça zorlu ortamlarda görev yapmakta bundan dolayı bu sistemlerin kontrolünde birçok problemlerle karşılaşılmaktadır. Hız ve kuvvet kontrolü doğrusal davranışlar göstermeyen ve zamanla değişen ortam şartları nedeniyle bu sistemlerin kontrolü için zorlu problemlerden biridir. Bu çalışmada gerçek şartlara yakın bir şekilde sistemin kontrolü için hem işlem ve ölçüm hem de ortam gürültüsü eklenerek haptik-teleoperasyon sistemin iki yönlü kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tek serbestlik dereceli ana(master) ve bağımlı(slave) robotlardan oluşan sistemin hareket denklemleri elde edilmiştir. Sisteme filtreli ve filtresiz bir şekilde PID kontrol yöntemi uygulanarak performansı kriterlere göre incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlar incelenmiş ve irdelenmiştir.

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

2211/C

Teşekkür

Bu çalışma TÜBİTAK 2211/C Yurtiçi Öncelikli Alanlar Doktora Burs Programı kapsamında desteklenmiştir.

Kaynakça

  • Katsura S., Iida W., Ohnishi K. Medical mechatronics An application to haptic forceps, Annual Reviews in Control, 29:2 237-245, 2005.
  • Lee D., Franchi A., Son H.I., Ha C., Bulthoff H. H., Giordano P. R. Semiautonomous haptic teleoperation control architecture of multiple unmanned aerial vehicles, IEEE/ASME Trans. Mechatronics, 2013.
  • Abut T., Soyguder S. Haptic industrial robot control and bilateral teleoperation by using a virtual visual interface, 26th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU). IEEE, 2018.
  • Mazerolle S., Breguet J. M., Steinecker A., Agnus J., Perez R., Michler J. Nanomanipulation in a scanning electron microscope, Journal of Materials Processing Technology, 167: 2-3 371- 382, 2005.
  • Jiang Z. P., Praly L. Design of robust adaptive controllers for nonlinear systems with dynamic uncertainties, Automatica, 34:7 825-840, 1998.
  • Hung N.V.Q., Narikiyo T.,Tuan, H. D. Nonlinear adaptive control of master–slave system in teleoperation, Control Engineering Practice, 11:1 1-10, 2003.
  • Cheah C.C., Liu C., Slotine J.J.E. Adaptive tracking control for robots with unknown kinematic and dynamic properties, The International Journal of Robotics Research, 25:3 283-296, 2006.
  • Wu Z., Xie X, Shi P. Robust adaptive output‐feedback control for nonlinear systems with output unmodeled dynamics, International Journal of Robust and Nonlinear Control: IFAC‐Affiliated Journal, 18:11 1162-1187, 2008.
  • Hosseini-Suny K., Momeni H., Janabi-Sharifi F. Model reference adaptive control design for a teleoperation system with output prediction, Journal of Intelligent Robotic Systems, 59:3-4 319-339, 2010.
  • Nuño E., Ortega R., Basañez L. An adaptive controller for nonlinear teleoperators, Automatica, 46:1 155-159, 2010.
  • Abut T., Soyguder S. Real-time control of bilateral teleoperation system with adaptive computed torque method, Industrial Robot: An International Journal, 44:3 299-311, 2017.
  • Rabah M., Guermah S., Toumii R. Adaptive control of bilateral teleoperation system with compensatory neural-fuzzy controllers, International Journal of Control, Automation and Systems, 15:4 1949-1959, 2017.
  • Yang L., Chen Y., Liu Z., Chen K., Zhang Z. Adaptive Fuzzy Control for Teleoperation System with Uncertain Kinematics and Dynamics, International Journal of Control, Automation and Systems, 17:5 1158-1166, 2019.
  • García-Valdovinos L. G., Parra-Vega V., Arteaga M. A. Observer-based sliding mode impedance control of bilateral teleoperation under constant unknown time delay. Robotics and Autonomous Systems, 55(8), 609-617,2007.
  • Soyguder S., Abut T. Haptic industrial robot control with variable time, Industrial Robot: An International Journal, 43:4 390-402, 2016.
  • Abut T., Soyguder S. Real-time control and application with selftuning PID-type fuzzy adaptive controller of an inverted pendulum, Ind.Robot, 46:1 159-170, 2019.
  • Hüseyinoğlu M., Abut T. Dynamic Model and Control of 2-Dof Robotic Arm, European Journal of Technique, 8:2 141-150, 2018.
  • Abut T., Soyguder S. Interface Design and Performance Analysis for a Haptic Robot, Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6:2 553-560, 2018.
  • Abut T., Soyguder S. Tek Serbestlik Dereceli Bir Teleoperasyon Sisteminde Kontrol Yöntemlerinin Performans Karşılaştırılması, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31:2 507-517, 2019
  • Ziegler J.B., Nichols N.B. The classic original paper: Optimum settings for automatic controllers, ASME Transactions, 64. 759-768, 1942.

Effect of Environment Conditions on Bilateral Control of a Haptic-Teleoperation System

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 1, 743 - 746, 01.06.2020

Öz

Haptic-teleoperation systems work in very tough environments, so many problems are encountered in the control of these systems. Speed and force control are challenging problems for the control of these systems due to the time-varying environmental conditions that do not display linear behavior. In this study, bilateral control of the haptic-teleoperation system was performed by adding both process and measurement and environmental noise to control the system close to real conditions. The equations of motion of the system consisting of a single degree of freedom (master) and slave robots have been obtained. PID control method was applied to the system with and without filter, and its performance was examined according to criteria. The results obtained as a result of the studies conducted were examined and investigated.

Proje Numarası

2211/C

Kaynakça

  • Katsura S., Iida W., Ohnishi K. Medical mechatronics An application to haptic forceps, Annual Reviews in Control, 29:2 237-245, 2005.
  • Lee D., Franchi A., Son H.I., Ha C., Bulthoff H. H., Giordano P. R. Semiautonomous haptic teleoperation control architecture of multiple unmanned aerial vehicles, IEEE/ASME Trans. Mechatronics, 2013.
  • Abut T., Soyguder S. Haptic industrial robot control and bilateral teleoperation by using a virtual visual interface, 26th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU). IEEE, 2018.
  • Mazerolle S., Breguet J. M., Steinecker A., Agnus J., Perez R., Michler J. Nanomanipulation in a scanning electron microscope, Journal of Materials Processing Technology, 167: 2-3 371- 382, 2005.
  • Jiang Z. P., Praly L. Design of robust adaptive controllers for nonlinear systems with dynamic uncertainties, Automatica, 34:7 825-840, 1998.
  • Hung N.V.Q., Narikiyo T.,Tuan, H. D. Nonlinear adaptive control of master–slave system in teleoperation, Control Engineering Practice, 11:1 1-10, 2003.
  • Cheah C.C., Liu C., Slotine J.J.E. Adaptive tracking control for robots with unknown kinematic and dynamic properties, The International Journal of Robotics Research, 25:3 283-296, 2006.
  • Wu Z., Xie X, Shi P. Robust adaptive output‐feedback control for nonlinear systems with output unmodeled dynamics, International Journal of Robust and Nonlinear Control: IFAC‐Affiliated Journal, 18:11 1162-1187, 2008.
  • Hosseini-Suny K., Momeni H., Janabi-Sharifi F. Model reference adaptive control design for a teleoperation system with output prediction, Journal of Intelligent Robotic Systems, 59:3-4 319-339, 2010.
  • Nuño E., Ortega R., Basañez L. An adaptive controller for nonlinear teleoperators, Automatica, 46:1 155-159, 2010.
  • Abut T., Soyguder S. Real-time control of bilateral teleoperation system with adaptive computed torque method, Industrial Robot: An International Journal, 44:3 299-311, 2017.
  • Rabah M., Guermah S., Toumii R. Adaptive control of bilateral teleoperation system with compensatory neural-fuzzy controllers, International Journal of Control, Automation and Systems, 15:4 1949-1959, 2017.
  • Yang L., Chen Y., Liu Z., Chen K., Zhang Z. Adaptive Fuzzy Control for Teleoperation System with Uncertain Kinematics and Dynamics, International Journal of Control, Automation and Systems, 17:5 1158-1166, 2019.
  • García-Valdovinos L. G., Parra-Vega V., Arteaga M. A. Observer-based sliding mode impedance control of bilateral teleoperation under constant unknown time delay. Robotics and Autonomous Systems, 55(8), 609-617,2007.
  • Soyguder S., Abut T. Haptic industrial robot control with variable time, Industrial Robot: An International Journal, 43:4 390-402, 2016.
  • Abut T., Soyguder S. Real-time control and application with selftuning PID-type fuzzy adaptive controller of an inverted pendulum, Ind.Robot, 46:1 159-170, 2019.
  • Hüseyinoğlu M., Abut T. Dynamic Model and Control of 2-Dof Robotic Arm, European Journal of Technique, 8:2 141-150, 2018.
  • Abut T., Soyguder S. Interface Design and Performance Analysis for a Haptic Robot, Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6:2 553-560, 2018.
  • Abut T., Soyguder S. Tek Serbestlik Dereceli Bir Teleoperasyon Sisteminde Kontrol Yöntemlerinin Performans Karşılaştırılması, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31:2 507-517, 2019
  • Ziegler J.B., Nichols N.B. The classic original paper: Optimum settings for automatic controllers, ASME Transactions, 64. 759-768, 1942.
Toplam 20 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Tayfun Abut 0000-0003-4646-3345

Servet Soygüder 0000-0002-8191-6891

Proje Numarası 2211/C
Yayımlanma Tarihi 1 Haziran 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020 Cilt: 8 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Abut, T., & Soygüder, S. (2020). Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 743-746.
AMA Abut T, Soygüder S. Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi. MAUN Fen Bil. Dergi. Haziran 2020;8(1):743-746.
Chicago Abut, Tayfun, ve Servet Soygüder. “Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi”. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8, sy. 1 (Haziran 2020): 743-46.
EndNote Abut T, Soygüder S (01 Haziran 2020) Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8 1 743–746.
IEEE T. Abut ve S. Soygüder, “Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi”, MAUN Fen Bil. Dergi., c. 8, sy. 1, ss. 743–746, 2020.
ISNAD Abut, Tayfun - Soygüder, Servet. “Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi”. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8/1 (Haziran 2020), 743-746.
JAMA Abut T, Soygüder S. Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi. MAUN Fen Bil. Dergi. 2020;8:743–746.
MLA Abut, Tayfun ve Servet Soygüder. “Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi”. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 8, sy. 1, 2020, ss. 743-6.
Vancouver Abut T, Soygüder S. Ortam Şartlarının Bir Haptik-Teleoperasyon Sisteminin İki-Yönlü Kontrolü Üzerindeki Etkisi. MAUN Fen Bil. Dergi. 2020;8(1):743-6.