Üç Serbestlik Dereceli (3R) Bir Çizim Robotunun Tasarımı ve Arı Algoritması Kullanılarak Optimal Yörünge Kontrolü

Türkçe

Bu çalışmada, üç serbestlik dereceli (RRR) düzlemsel bir çizim robotuna ait uç işlevcinin konum kontrolüne yönelik kontrolcü tasarımı ve arıların sezgisel davranışlarından esinlenilerek geliştirilmiş sürü tabanlı Arı Algoritması (AA) ile optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikle sistemin matematiksel modellemesi elde edilmiş ve ileri kinematik hesapları yapılmıştır. Analitik hesaplamaların yanı sıra, sistemin katı modeli üzerinden sistemin çok kütleli dinamik modellemesi ve PID kontrolcü tasarımı Matlab/Simulink ortamında yapılmıştır. Uç işlevcinin yörünge hatasını en aza indirmek ve optimal PID kontrolcü elde etmek amacıyla, kontrolcü kazançları (Kp-oransal, Ki-integral, Kd-türevsel) AA optimizasyonu sonucu elde edilmiştir. Ayrıca optimize edilmiş PID parametreleri kullanılarak 8 (sekiz) ve kare çizimleri yaptırılmıştır. Yapılan çizimler ile referans çizim arasındaki karşılaştırma 11 farklı hata kriteri göz önün bulundurularak elde edilen hata değerleri esas alınarak yapılmıştır. Optimizasyon sonrası 8 (sekiz) çizimi ve kare çizimi için yüzde doğruluk oranlarının, X-Y düzleminde sırasıyla %2,0233 ve %0.1711 arttığı görülmüştür. Sistemin simülasyonundan ve optimizasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlar sunulmuş ve değerlendirilmiştir.