Приказ основних података о дисертацији

Development of modern robot control systems based on non-integer calculus theory

dc.contributor.advisorLazarević, Mihailo
dc.contributor.otherJovanović, Radiša Ž.
dc.contributor.otherZorić, Nemanja D.
dc.contributor.otherMandić, Petar
dc.contributor.otherŠekara, Tomislav
dc.creatorCvetković, Boško
dc.date.accessioned2021-10-26T14:10:59Z
dc.date.available2021-10-26T14:10:59Z
dc.date.issued2021-09-27
dc.identifier.urihttp://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=8364
dc.identifier.urihttps://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:24226/bdef:Content/download
dc.identifier.urihttp://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=48175881
dc.identifier.urihttps://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/18648
dc.description.abstractУ овој докторској дисертацији предмет истраживања је пројектовање савремених система управљања применом развојних програмабилних система и применом савремене теорије рачуна нецелог реда. Родригов приступ је примењен у циљу добијања одговарајућег математичког модела роботског система који је моделован као један повезан систем крутих тела који формирају кинематички ланац без гранања. За решавање проблема везаног кретања роботског система у случaјевима када је остварен контакт хватаљке са радном површи или кретање по задатој линији, применом Лагранжевих једначина друге врсте у коваријантном облику добијене су диференцијалне једначине везаног кретања роботског система са хватаљком. Други приступ за добијање диференцијалних једначина везаног кретања роботског система је остварен применом Лагранж-Даламберовог принципа у генералисаним координатама. При томе, роботски системи који остварују контакт са радном површи могу се моделирати као сингуларни системи целог и у општем случају нецелог реда. У оквиру савремене теорије управљања итеративно управљање путем учења (ИУУ- iterative learning control) представља једну моћну интелигентну методологију управљања који на итеративни начин побољшава понашање репетитивних процеса и динамичких система; а овде је од посебног интереса примена истог на роботске системе. Овде се предлаже један нови НРИУУ (ИУУ нецелог реда) закон PD2D типа у отвореној спрези за класу линеаризованих роботских система. Спроведена је feedback линеаризација објекта управљања где се у затвореној спрези добија линеарна зависност улаза и излаза. Даље се разматра проблематика управљања у отворено-затвореној спрези ИУУ нецелог реда сингуларним динамичким системом нецелог реда. Посебна пажња је посвећена и примени закона ИУУ нецелог реда типа PD PD  NeuroArm роботским системом. Након тога разматран је избор и имплементација хардвера потребног за управљање NeuroArm роботске руке и то тако што за развојну плочу је изабран Beaglebone Black. Пројектује се и израђује плоча за управљање моторима и читање сигнала са енкодера и потенциометара, бира се Linux Debian (Xenomai модификација) оперативни систем, што заједно чини комплетан ембедид систем (embedded system). Програмирају се напредни алгоритми управљања коришћењем EDICOPT софтверског алата путем FBD-а и ST кода, по први пут у области роботских система. Остварена је комуникација са NeuroArm роботскомруком путем Modbus протокола коришћењем софтвера који је креиран специјално за ту намену (NeuroArm manipulator), и који поред управљања самом рoботском руком пружа могућност и логовања података ради анализе кретања делова роботске руке и упоређивања са симулацијама у Matlab-у и Simulink-у. На крају решавана је проблематика даљинског управљања роботом путем Интернета на NeuroArm роботској руциsr
dc.description.abstractIn this doctoral dissertation the subject of research is development of modern robot control systems using development programmable systems based on non-integer calculus theory. Rodriguez's approach was applied in order to obtain an appropriate mathematical model of a robotic system that was modeled as a single connected system of rigid bodies forming a kinematic chain without branching. To solve the problem of bound motion of the robotic system in cases when the gripper is in contact with the work surface or motion along a given line, by applying Lagrangian equations of second order in covariant form, differential equations of bound motion of the robotic system with the gripper are obtained. Another approach for obtaining differential equations of bound motion of a robotic system was realized by applying the Lagrange-Dalambert principle in generalized coordinates. In doing so, robotic systems that make contact with the work surface can be modeled as singular systems of the integer order and in the general case of the non-integer order. Within modern control theory, iterative learning control (ILC) is a powerful intelligent control methodology that iteratively improves the behavior of repetitive processes and dynamic systems; and here is of special interest to apply it to robotic systems. Here, a new FOILC (fractional order ILC) law of the PD2D type in open loop is proposed for a class of linear robotic systems. A feedback linearization of the control object was performed, where a linear dependence of inputs and outputs was obtained in a closed loop. The problem of control in open-closed loop of ILC of non-integer order using singular dynamic system using non-integer order is further considered. Special attention is given to the application of the ILC law of the non-integer order of PD PD  type for NeuroArm robotic system. After that, the selection and implementation of the hardware needed to control the NeuroArm robotic arm was discussed by selecting Beaglebone Black as the development board. A board for motor control and signal reading from encoders and potentiometers is designed and manufactured, the Linux Debian (Xenomai modification) operating system is selected, which together make a complete embedded system. Advanced control algorithms are programmed using the EDICOPT software tool via FBD and ST code, for the first time in the field of robotic systems. Communication with the NeuroArm robotic arm was achieved via the Modbus protocol using software created specifically for this purpose (NeuroArm manipulator), which in addition to controlling the robotic arm itself provides the ability to log data in order to analyze the movement of parts of the robotic arm and compare withsimulations in Matlab and Simulink. Finally, the problem of remote control of the robot via the Internet on the NeuroArm robot arm was solved.en
dc.formatapplication/pdf
dc.languagesr
dc.publisherУниверзитет у Београду, Машински факултетsr
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/inst-2020/200105/RS//
dc.rightsopenAccessen
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.sourceУниверзитет у Београдуsr
dc.titleПројектовање савремених система управљања робота применом развојних програмабилних система и савремене теорије рачуна нецелог редаsr
dc.title.alternativeDevelopment of modern robot control systems based on non-integer calculus theoryen
dc.typedoctoralThesis
dc.rights.licenseBY-NC-ND
dcterms.abstractЛазаревић, Михаило; Зорић, Немања Д.; Јовановић, Радиша Ж.; Мандић, Петар; Шекара, Томислав; Цветковић, Бошко; Projektovanje savremenih sistema upravljanja robota primenom razvojnih programabilnih sistema i savremene teorije računa necelog reda;
dc.identifier.fulltexthttps://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/76983/Disertacija_11621.pdf
dc.identifier.fulltexthttps://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/76984/Izvestaj_Komisije_11621.pdf
dc.identifier.rcubhttps://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18648


Документи за докторску дисертацију

Thumbnail
Thumbnail

Ова дисертација се појављује у следећим колекцијама

Приказ основних података о дисертацији