Upravljanje robotskim manipulatorom primjenom aktivne kompenzacije poremećaja

diplomski rad

• Naslov (engleski): Active disturbance rejection control of robot manipulator
• Autor: Borna Fiolić
• Mentor: Josip Kasać (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-05-13, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

U ovome radu razmatra se upravljanje robotskim manipulatorom s dva rotacijska stupnja slobode gibanja u horizontalnoj ravnini primjenom aktivne kompenzacije poremećaja zasnovane na proširenom observeru stanja. Izveden je matematički model robotskog manipulatora koji se koristi za računalno simuliranje upravljačkih performansi pri slijeđenju proizvoljne, vremenski promjenjive, referentne trajektorije. Prvo je implementiran klasični adaptivni regulator uz pretpostavku poznavanja regresijske matrice robotskog manipulatora. Zatim je implementiran robusni regulator uz pretpostavku nepoznate dinamike robotskog manipulatora. Performanse upravljanja adaptivnog i robusnog regulatora testirane su za slučaj mjerljivih brzina i u slučaju primjene filtera za estimaciju brzina. Na kraju je implementirano upravljanje primjenom aktivne kompenzacije poremećaja s proširenim observerom stanja proizvoljnog reda. Simulacijski rezultati upravljanja primjenom aktivne kompenzacije poremećaja uspoređeni su sa rezultatima upravljanja robusnog regulatora u kombinaciji sa sliding-mode filterom za estimaciju brzina.

Sažetak (engleski)

In this thesis, an active disturbance rejection control of a robotic manipulator, based on an extended state observer, is considered. A mathematical model of a robotic manipulator in the horizontal plane with two rotational degrees of freedom is derived. The model is used for testing and evaluating the performance of control algorithms, on a computer simulation, by following an arbitrary, time-varying, reference trajectory. First, a classical adaptive controller was implemented with the assumption of knowing the regression matrix of the robotic manipulator. Then a sliding mode controller was implemented assuming unknown dynamics of the robotic manipulator. The control performance of the adaptive and sliding mode controller has been tested for measurable velocities and for the application of velocity estimation filters. Finally, an active disturbance rejection control based on extended state observer of arbitrary order was implemented. The simulation results from performance testing of active disturbance rejection control are compared with control performance results of a sliding mode controller in combination with a sliding mode filter for velocity estimation.

• Ključne riječi: Upravljanje primjenom aktivne kompenzacije poremećaja; Prošireni observer stanja; Adaptivno upravljanje; Robusno upravljanje; Robotski manipulatori
• Ključne riječi (engleski): Active disturbance rejection control; Extended state observer; Adaptive control; Sliding mode control; Robotic manipulators
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:485811
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-05-05 16:01:44