1,721,031 research outputs found
Bir Endüstriyel Robotun Dinamik Engellerden Kaçınması için Optimum Zaman-Sarsım Yörünge Planlaması
No full textIn this study, the optimal time-jerk trajectory planning for dynamic obstacle avoidance of an industrial robot is investigated. Nowadays, studies are raising to reduce the execution time in operation as well as energy consumption, payload stability and positioning accuracy. Firstly, the Denavit-Hartenberg method is used to determine the joint variables. Then forward and inverse kinematics calculations were determined from these variables. After that, the trajectory planning using the seventh polynomial is performed between the first and the goal point. While there are dynamic obstacles in the path of robot, the optimized polynomial recompute the trajectory between the current end effector position, goal position and the optimum point near the nearest dynamic obstacle that comes from the Adaptive elite genetics algorithm with the same execution time that is needed for accomplish the optimum path (original path).Secondly, Adaptive elite genetic algorithm optimization is designed for dynamic states where the optimum solution has to be found in one step related to the changeable environment .The performance of different number of obstacles and speeds for Adaptive elite genetic algorithm optimization and seventh polynomial optimization are presented with graphics. In all the different scenarios, the robot arm has successfully reached the goal point with optimized path, jerks and the same execution time while it is under the limited constraints.Bu çalışmada, bir endüstriyel robotun dinamik engelden kaçınması için optimum zaman-sarsım yörünge planlaması incelenmiştir. Günümüzde, operasyon süresini kısaltmanın yanı sıra enerji tüketimini, taşıma kararlılığını ve konumlandırma hassasiyetini artırmaya yönelik çalışmalar artmaktadır. İlk olarak, eklem değişkenlerini belirlemek için Denavit-Hartenberg yöntemi kullanılmıştır. Ardından, bu değişkenlerden ileri ve ters kinematik hesaplamaları yapılmıştır. Sonrasında, ilk ve hedef nokta arasında yedinci dereceden polinom kullanılarak yörünge planlaması gerçekleştirilmiştir. Robotun yolunda dinamik engeller bulunduğunda, optimize edilmiş polinom, mevcut uç efektör konumu, hedef konum ve en yakın dinamik engelin yakınındaki optimum nokta arasında, optimum yolun tamamlanması için gereken aynı yürütme süresiyle yörüngeyi yeniden hesaplamaktadır. Bu optimum nokta, Adaptif Elit Genetik Algoritma ile elde edilmektedir. İkinci olarak, Adaptif Elit Genetik Algoritma optimizasyonu, optimum çözümün değişken ortama bağlı olarak tek adımda bulunması gereken dinamik durumlar için tasarlanmıştır. Farklı engel sayıları ve hızları için Adaptif Elit Genetik Algoritma optimizasyonu ve yedinci dereceden polinom optimizasyonunun performansları grafiklerle sunulmuştur. Tüm farklı senaryolarda, robot kolu, sınırlı kısıtlar altında Optimize Edilmiş Yörünge, sarsım ve aynı yürütme süresiyle başarıyla hedef noktaya ulaşmıştır
Modeling and Performance Optimization of a Heavy Vehicle Air Compressor
No full textBu çalışmada; bir ağır vasıta hava kompresörünün matematiksel modellenmesi ve performans optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bir test sisteminden elde edilen deneysel veriler kullanarak sistemin modellenmesi ve performans parametrelerinin optimizasyonu çalışmaları yapılmıştır. Öncelikle sistemin performansını etkileyecek parametreler belirlenerek istenen amaca yönelik olarak optimize edilmiştir. Sistemin parametre sayısının fazla olması ve arama aralıklarının genişliği nedeniyle deney sayısını ve optimizasyon uzayını çok büyük bir hale getirmiştir. Bu sebeple, Taguchi deneysel tasarım yöntemi kullanarak gerekli deneysel test sayısı belirlenmiştir. Deneysel veriler üzerinden kompresörün girişlerine karşın çıkışlarını hesaplamak amacıyla sistemin bir matematiksel modellemesi yapılmıştır. Elde edilen matematiksel modelin geçerliliği deneysel olarak doğrulanmıştır. Devir sayısı, soğutma sıvısı akış hızı ve sıcaklığı, üretilen havanın sıcaklığı, basıncı ve debisi gibi parametreler kompresörün performansına ve verimine etki etmektedir. Minimum enerji sarfiyatı, maksimum hava debisi, minimum doldurma süresi, optimum hava basıncı gibi amaçlar için kompresörün çalışma parametreleri optimize edilmiştir. Optimizasyon sonrası elde edilen optimum parametrelerin sistem performansı üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalara ait sonuçlar tablolar ve grafikler şeklinde verilmiştir.In this study; Mathematical modeling and performance optimization of a heavy-duty air compressor has been carried out. Modeling of the system and optimization of performance parameters were carried out using experimental data obtained from a test system. Initially, the parameters that will affect the performance of the system are determined and optimized for the desired purpose. Due to the large number of parameters of the system and the width of the search intervals, the number of experiments and the optimization space have become very large. For this reason, the required number of experimental tests was determined using the Taguchi experimental design method. A mathematical modeling of the system was made in order to calculate the compressor's inputs versus outputs over the experimental data. The validity of the obtained mathematical model was verified experimentally. Parameters such as speed, coolant flow rate and coolant temperature, air temperature, air pressure and air flow rate are the performance and efficiency of the compressor. The operating parameters of the compressor have been optimized for purposes such as minimum energy consumption, maximum air flow, minimum filling time, optimum air pressure. The effect of the optimum parameters obtained after the optimization on the system performance was investigated experimentally. The results of the studies are given in the form of tables and graphs
Design and Control of a Parallel Robot With High Payload Capability
No full textBu çalışmada, döküm-dövme fabrikaları gibi tozlu ve sıcak ortamlarda çalışmak üzere tasarlanmış, yüksek taşıma kapasitesine sahip bir paralel robotun mekanik, kinematik ve hidrolik tasarımı incelenmiştir. Bu tür ortamlarda çalışanların sağlığını korumak amacıyla, robotun tasarımında paralel kol mekanizması kullanılmıştır. Robot, kızak üzerinde kayarak hareket kabiliyeti artırılmış ve 6 serbestlik derecesine sahip olacak şekilde geliştirilmiştir. Robotun kinematik analizi için Denavit-Hartenberg (D-H) parametre tablosu hazırlanmış ve paralel kol mekanizmasının avantajlarından yararlanılarak sistemin ileri ve ters kinematik modelleri oluşturulmuştur. Ayrıca, belirlenen uç işlevci konumuna ulaşmak için gerekli yörünge ve hareket planlama yöntemleri sisteme entegre edilmiştir. Sistemin matematiksel modeli oluşturulmuş ve MATLAB/Simulink ortamında fiziksel model kullanılarak simülasyon gerçekleştirilmiştir. Robotun hassas ve hızlı konum kontrolü sağlamak amacıyla eklem hareketlerini kontrol eden PID kontrolcü tasarlanmıştır. Bu kontrolcünün parametreleri, Arı Algoritması (AA) kullanılarak optimize edilmiştir. Simülasyon sonuçları, sistemin performansını değerlendirmek için maksimum aşma (Mp), kalıcı hata (ess), toplam yer değiştirme ve toplam hız değişimi kriterlerine göre analiz edilmiştir. Mp kriteri açısından en iyi performans artışı %57.84 ile dirsek ekleminde, ess açısından ise %4.93 ile taşıyıcı kızak ekleminde elde edilmiştir. Yer değiştirme açısından en iyi performans artışı %64.64 ile dirsek ekleminde görülürken, hız değişimi bakımından en iyi performans artışı %72.76 ile kule dönüş ekleminde elde edilmiştir. Ön tasarım ve optimal parametreler kullanılarak yapılan yörünge takibi simülasyonlarında, konum hatası %77.62 oranında azaltılmış ve en büyük hata 213.8 mm'den 47.83 mm'ye düşürülmüştür. Ortalama konum hatası ise %37.40 oranında iyileştirilerek 19.89 mm'den 12.45 mm'ye indirilmiştir. Optimize edilmiş kontrolcüler vasıtasıyla yapılan simülasyonlar sonucunda, sistemin gerekli tork-açısal hız ve kuvvet-doğrusal hız grafikleri elde edilmiş ve bu verilere dayanarak uygun hidromotor seçimleri ile silindir boyutlandırılması yapılmıştır. Ayrıca, sistemde kullanılacak hidrolik pompa, oransal yön kontrol valfi, hidrolik filtreleme bileşenleri ve hidrolik yağ tankı boyutlandırılması gerçekleştirilmiştir. Sistem tasarımında kullanılan hidrolik bileşenlerin seçimleri ve tasarımı detaylandırılmıştır. Sistemin çalışma uzayı görselleştirilmiş ve tezde yer verilmiştir. Sonuç olarak, optimize edilmiş kontrolcü kullanılarak yüksek taşıma kapasitesine sahip paralel robotun yörüngeyi hassas bir şekilde izleyebildiği gösterilmiştir. Çalışmada elde edilen sayısal değerler grafik ve tablolar halinde sunulmuştur.In this study examines the mechanical, kinematic, and hydraulic design of a parallel robot with high payload capacity, intended for operation in dusty and hot environments, such as foundries and forging factories. To protect the health of workers in such environments, a parallel arm mechanism was employed in the robot's design. The robot was developed with six degrees of freedom and enhanced mobility by sliding on a rail. A Denavit-Hartenberg (D-H) parameter table was prepared for the kinematic analysis of the robot, and both forward and inverse kinematic models of the system were developed, leveraging the advantages of the parallel arm mechanism. Additionally, the necessary trajectory and motion planning methods were integrated into the system to reach the designated end-effector positions. The mathematical model of the system was constructed, and simulations were conducted using the physical model in the MATLAB/Simulink environment. A PID controller was designed to ensure precise and rapid position control of the robot's joints. The parameters of this controller were optimized using the The Bee Algorithm (BA). Simulation results were analyzed to evaluate the system's performance based on criteria such as maximum overshoot (Mp), steady-state error (ess), total displacement, and total velocity change. The best performance improvement in terms of Mp was 57.84% in the elbow joint, while for ess, it was 4.93% in the carrier rail joint. In terms of displacement, the best performance improvement was 64.64% in the elbow joint, and for velocity change, it was 72.76% in the turret rotation joint. Trajectory tracking simulations conducted using the preliminary design and optimal parameters showed a 77.62% reduction in position error, decreasing the maximum error from 213.8 mm to 47.83 mm. The average position error was reduced by 37.40%, from 19.89 mm to 12.45 mm. Simulations using the optimized controllers provided torque-angular velocity and force-linear velocity graphs, which were used to select appropriate hydromotors and size the cylinders. Furthermore, hydraulic components such as the hydraulic pump, proportional directional control valve, hydraulic filtration components, and hydraulic oil tank were selected and sized. The selection and design of these hydraulic components were detailed. The workspace of the system was visualized and included in the thesis. In conclusion, the study demonstrated that the parallel robot with high payload capacity, using optimized controllers, could accurately follow the designated trajectory. The numerical values obtained from the study were presented in the form of graphs and tables
Position of an electro hydraulic servo system using fuzzy logic
No full textBu çalışmada, bir elektro hidrolik servo sistemin bulanık mantık yaklaşımıyla konum kontrolü gerçekleştirilmiştir. Sistemin ana elemanları olan servovalf, hidrolik silindir ve hidrolik güç ünitesinin matematik modelleri oluşturulmuş, hidrolik akışkanın sıkıştırılabilirliği, sistemin sürtünmesi ve ataleti modele dâhil edilmiştir. Elde edilen ® modeller MATLAB /SIMULINK ortamına aktarılarak elektro hidrolik servo sistemin dinamik modeli elde edilmiştir. Sistemin simülasyonu ve bulanık mantık kontrolü ® MATLAB /SIMULINK ortamında gerçekleştirilmiştir. Elektro hidrolik sisteme uygulanacak olan bulanık mantık yaklaşımı ile konum kontrolünde, konum hatası ve konum hatasının değişimi kullanılarak bulanık mantık kontrolünün yapısı oluşturulmuştur. Adım, rampa ve sinüzoidal referans girişleri için simülasyon neticeleri ışığında konum izlemede elde edilen sonuçlar incelenmiştir. Sisteme bulanık mantık kontrolün yanı sıra PD kontrol de uygulanmış ve her ikisi karşılaştırılmıştır. Elde edilen bütün sonuçlar grafik şeklinde verilmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar fiziksel anlamları açısından tartışılmıştır.In this study, fuzzy logic control of a electro hydraulic servo system is realized for position control. Mathematical model of servo valve, hydraulic cylinder and hydraulic power unit which are main parts of system is obtained and the pressing capability of hydraulic fluid, friction and inertia of system are included in the system mathematical ® model. These obtained models are transferred into MATLAB /SIMULINK domain. Mathematical model of system, PD (Proportional and Derivative) and fuzzy logic ® controllers (FLC) are created in MATLAB /SIMULINK. Fuzzy logic control structure is examined by using feedback of position error and derivative of position error to apply FLC to electro hydraulic servo system. Because of complexity of dynamic system behaviors and change of electro hydraulic servo system characteristics with time FLC is preferred. Consequently, simulation results of position control for step, ramp and sine reference inputs are evaluated. Susceptible position control of hydraulic system is obtained with using FLC. PD control is also applied to system for comparing with results of FLC. Results are presented in graphical form. Physical trends of the obtained numerical results are discussed
Paslanmaz Çelik Sac Parçaların Derin Çekme Prosesinin Bilgisayar Destekli Analizi ve Optimizasyonu
No full textIn this thesis study, deep drawing, one of the sheet metal forming processes, was investigated. Solid models of the die design parameters affecting the deep drawing process, such as female die radius, punch radius, die gap, die depth, punch diameter and pod diameter, were created at different levels and analyzed with an engineering software. AISI 304 was chosen as the material. These analyzes were carried out in the computer environment before the mold production started, and the optimum parameters were found by integrating the results with Taguchi analysis in order to find the mold modeling closest to the desired dimensions. The parameters found according to the workpiece model were found to be female die radius 15 mm, punch radius 6 mm, die gap 2.7 mm, skin drawing depth 60 mm, punch diameter 70 mm, pod diameter 145 mm. According to the optimum values found, an accuracy rate of 86.06% was found by applying variance analysis in ANOVA. In the variance analysis calculated according to S/N values, the most effective parameters were found to be 38.66% punch diameter, 29.32% die depth, 13.21% punch radius, 5.25% pod diameter, 2.56% female die radius, 2.24% die cavity. As a result, the analysis showed that when the tooth and punch radii increased, the error rate in the deep drawing process decreased. If the mold cavity and pod diameter are not given according to the workpiece; It has been explained that problems such as tearing, scratching and earing may occur in the deep drawing process and that the die depth and punch diameter are interconnected.Bu tez çalışmasında, sac metal şekillendirme proseslerinden derin çekme araştırılmış. Derin çekme işlemine etki eden kalıp tasarım parametrelerinden dişi kalıp yarıçapı, zımba yarıçapı, kalıp boşluğu, kalıp derinliği, zımba çapı, pod çapı parametrelerinin farklı seviyelerde katı modelleri oluşturulup, bir mühendislik yazılımı ile analiz edilmiştir. Malzeme olarak AISI 304 seçilmiştir. Bilgisayar ortamında, daha kalıp üretimine başlamadan, bu analizler yapılıp istenilen ölçülere en yakın kalıp modellemesini bulabilmek için çıkan sonuçları Taguchi analizi ile bütünleştirilerek optimum parametreler bulunmuştur. İş parçası modeline göre bulunan parametreler dişi kalıp yarıçapı 15 mm , zımba yarıçapı 6 mm , kalıp boşluğu 2.7 mm, derim çekme derinliği 60 mm , zımba çapı 70 mm , pod çapı 145 mm olarak bulunmuştur. Bulunan optimum değerlere göre ANOVA'da Varyans analizi uygulanarak %86.06 doğruluk oranı bulunmuştur. S/N değerlerine göre hesaplanan Varyans analizinde en etkin parametre olarak %38.66 zımba çapı, %29.32 kalıp derinliği, %13.21 zımba yarıçapı, %5.25 pod çapı, %2.56 dişi kalıp yarıçapı, %2.24 kalıp boşluğu olarak bulunmuştur. Sonuç olarak yapılan analizlerde dişi ve zımba yarıçapları büyüdüğünde derin çekme işlemi hata oranı azalmıştır. Kalıp boşluğu ve pod çapı iş parçasına göre verilmez ise; derin çekme işleminde yırtılma, çizilme, kulaklanma gibi problemlerin olabileceği ve kalıp derinliği ve zımba çapının birbirine bağlı olduğu anlatılmıştır
Development of the chassis part ball joint's test system and modelling of clearance effects on operating conditions
No full textAraçlardaki yönlendirme ve süspansiyon sistemlerinin bir parçası olan stabilizer rotlar; denge çubuğu ile birlikte aracın sağa ve sola dönmesi (kavisler) sırasında oluşan kuvvetleri dengeleyerek, aracın yan yatmasını engellemektedir. İki ucu küresel mafsaldan meydana gelen stabilizer rotlar, rot eksenine dik yöndeki kuvvetleri taşıyabilmektedir. Güvenlik açısından kritik önem taşıyan ve araçların stabilitesini arttıran bu parçaların dinamik yükler altında çalışma performansı ve dayanımı önemlidir. Bu çalışmada, çalışma performansı kriterlerinden birisi olan küresel mafsal boşluğunun, stabilizer rotların dayanımına olan etkisi incelenmiştir. Bunu gerçekleştirebilmek için stabilizer rotlara araç altındaki çalışma koşullarında etki eden yüklerin belirlenebilmesi amacıyla veri toplama çalışmaları yapılmış, stabilizer rotun gerilme değerleri ölçülmüştür. Toplanan veriler üzerinde gerekli düzenlemeler yapılarak stabilizer rota etki eden yükler belirlenmiştir. Belirlenen yükler, test cihazında farklı mafsal boşluk değerlerine sahip stabilizer rotlara uygulanmış ve son dayanım noktalarına kadar test edilmiştir. Yapılan deneysel doğrulama çalışmaları ve elde edilen test sonuçları incelenerek, küresel mafsaldaki boşluğun stabilizer rot dayanımı üzerine olan etkisi belirlenerek modellenmiştir.Stabilizer rods which component of the vehicle steering and suspension system; balancing the forces generated during vehicle's rotation left and right (on crossroad) prevents the vehicle's pitching with stabilizer bars. Stabilizer rod occurring ball joints at both ends and can be loaded link axis direction. These parts operating performance and strength is important under dynamic loads has a role for the safety-critical. In this study, the impact of one of the operating performance criteria of the ball joint clearances on the strength of the stabilizer rod is investigated. For this purpose, data acquisition studies have been carried on the vehicle to determine the stabilizer bar's stress values. These collected data processed and loads affected to stabilizer rods generated. Stabilizer rods with different clearances have been tested with these loads and they have been tested until last strength point. The experimental validation studies and examining the test results obtained, the impact of the clearances on the stabilizer rod strength is modelled.Bu tez çalışması Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı SANTEZ Sanayi Tezleri Destekleme Programı tarafından 0502.STZ.2013-2 nolu proje ile desteklenmiştir
Dyanamic modelling and control of elastic structures under seismic excitation
No full textBu çalışmada, sismik zorlamaya maruz kalan bir yapının dinamik modeli oluşturularak kontrolü yapılmıştır. Elemanlarının standart yay ve sönüm sabitlerine sahip olduğu varsayılan bir yapıya, sismik zorlamadan meydana gelen titreşimleri bastırmak için, Model Kestirimci Kontrol (MKK) uygulanmıştır. Kontrol cihazı olarak, hidrolik tahrik elemanı kullanılmıştır. İncelenen sistemlerde, yapılara eden kuvvetler ve kontrol kuvvetlerinin nerede, nasıl uygulandığı serbest cisim diyagramlarında gösterilmiş, yapının hareket denklemlerinin içerisine, yapıya uygulanacak olan kontrol kuvvetini meydana getiren hidrolik tahrik elemanının dinamiği de eklenmiştir. Sistemlerin hareket denklemleri elde edildikten sonra bunların yardımıyla sistemlere ait durum-uzay modelleri elde edilmiştir. Sürekti zamanda elde edilen sistemin durum-uzay modeli ayrık zamana dönüştürülmüştür. Daha sonra bu sistemlere MKK kontrol uygulanmıştır. Bu kontrolün etkinliğini görmek amacıyla, ayrıca, İkinci Dereceden Doğrusal Düzenleyici (LQR) metot da uygulanmıştır ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Daha önce meydana gelmiş olan bir deprem verilerinin kullanıldığı bu çalışmada, örnek yapının hareket denklemleri çözülmüş ve simülasyonu yapılmış, kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki sonuçlar tablo ve grafik olarak sunulmuştur.In this study, dynamic model and control of elastic structures under seismic excitation is presented. Model Predictive Control (MPC) is applied to the structure, components of which are assumed that they have standard stifihess and damping coefficient, to suppress seismical vibration. A hydraulic actuator is used as the control device. Dynamic of the actuators to create the control force to be applied to the structure, involved in the equation of motion of the controlled structure. The equation of motion of the system obtained in state-space model in continuous time is converted to discrete time. Then, Model Predictive Control (MPC) is applied to the structure. Linear Quadratic Regulator (LQR) is also designed for the structure applied MPC to verify effectiveness of MPC. The obtained results are compared with each other. The equation of motion of a real building model structure is solved and simulated by using the data of a known earthquake having occurred ago. Numerical simulations and vibration results of the MPC and (Linear Quadratic Regulator) LQR controlled and uncontrolled structure are presented in the form of graphics and tables
Design and optimisation of a fuzzy logic based controller for a two-wheeled robot by using the bees algorithm
No full textBu çalışmada; iki tekerlekli kendi kendini dengeleyebilen birbirinden bağımsız iki elektrik motoru ile tahrik edilen bir robotun tasarımı ve bulanık mantık tabanlı kontrolü gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ana hedefi, robotun herhangi bir yörüngede hareket ederken kendi kendini dengede tutabilmesidir. Çalışma kapsamında robotun matematiksel modeli elde edilmiş ve kontrolü için bulanık mantık (Fuzzy Logic) tabanlı kontrolcü kullanılmıştır. Ön tasarımı yapılan bulanık mantık tabanlı kontrolcü parametreleri Arı Algoritması (AA) kullanılarak optimize edilmiştir. Optimize edilmiş olan bulanık mantık tabanlı kontrolcünün etkinliğinin görülmesi amacıyla, robot için ayarlanan LQR kontrolcünün ve optimize edilmiş olan bulanık mantık tabanlı kontrolcünün performansları MATLAB/Simulink ortamında yapılan simülasyon çalışmalarında karşılaştırılmış ve sonuçlar grafikler şeklinde sunulmuştur.In this study, design and optimisation of a fuzzy logic-based controller for a two-wheeled self-balancing robot, whose wheels are independently driven by two electric motors, is carried out. The main goal of the study is the self-balance stability of the robot while it is moving at any trajectory. The mathematical model of the robot has been obtained in the scope of the work and a fuzzy logic controller is used to control the robot. The parameters of the pre-designed fuzzy logic controller are optimized by using the Bees Algorithm. In order to find out the efficiency of the optimized fuzzy logic-based controller, it's performance is compared to the performance of a LQR controller which is set according to the robot in the study. The results of MATLAB/Simulink simulation are presented with graphics
Ağır Vasıta Hava Kompresörü Arızalarının Makine Öğrenmesi Yöntemleri Kullanılarak Analizi
No full textKüçük bir bileşen olmasına rağmen hava kompresörleri, ağır vasıta aracın uzun yol sürüşlerinde emniyetli bir şekilde hareketini devam ettirmesine yardımcı olmaktadır. Çalışmada literatür ve teknik servis görüşmeleri neticesinde en sık rastlanan hava kompresörü arıza durumları belirlenmiştir. Belirlenen arıza türleri kendi içerisinde değerlendirilmiş ve arıza derecelerine göre deney hazırlıkları yapılmıştır. Deneyler için test düzeneği oluşturularak yazılım ve sensör donanımları ile 19 farklı çalışma durumuna ait veriler kayıt altına alınmıştır. Kayıt altına alınan 23.987 verinin %80'i ile PYTHON programında Destek Vektör Makineleri (DVM), K-En Yakın Komşu (K-nn), Naive Bayes Sınıflandırıcısı, Rastgele Orman Algoritması ve Yapay Sinir Ağları algoritma modelleri oluşturulmuş ve bu modeller kalan %20'lik veri ile test edilmiştir. Modeller 10 kat çapraz doğrulama işlemine tabi tutulmuştur. Ardından modellerin test verilerine göre doğruluk oranları belirlenmiştir. Destek Vektör Makineleri Radyal Tabanlı Fonksiyon Kerneli %100, K-En Yakın Komşu algoritması Manhattan Uzaklık Ölçütü %99.50, Gaussian Naive Bayes Sınıflandırıcısı %94.60, Rastgele Orman Algoritması %99.30, Yapay Sinir Ağları %99.80 doğruluk oranı sonuçlarını vermiştir. Modellerin Kappa ve F1 skor değerleri incelenmiş, eğitim ve test verileri için karmaşıklık matrisleri oluşturulmuştur. Modellerin hiç karşılaşmadığı verilerde tahmini sınıfı yüzdelik oranla belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Bu çalışma makine öğrenmesi algoritma modellerinin, ağır vasıta hava kompresörü arızalarının tahmin edilmesinde etkili olabildiklerini göstermektedir.In spite of being a small component, air compressors help the heavy vehicle to keep its motion safely on long journeys. In the study, as a result of the literature and technical service interviews, the most common air compressor failure cases were determined. The determined failure types were evaluated within themselves and test preparations were made according to the failure degrees. For the experiments, the test setup was created, software and sensor hardware, and 19 different operating conditions data were recorded. With 80% of the recorded 23,987 data, Support Vector Machines (DVM), K-Nearest Neighbor (K-nn), Naive Bayes Classifier, Random Forest Algorithm and Artificial Neural Networks algorithm models were created in the PYTHON program and these models were tested with the remaining 20% of data. Models were subjected to 10-fold cross validation. Then, the accuracy rates of the models were determined according to the test data. Support Vector Machines Radial Based Function Kernel 100%, K-Nearest Neighbor algorithm Manhattan Distance Criteria 99.50%, Gaussian Naive Bayes Classifier 94.60%, Random Forest Algorithm 99.30%, Artificial Neural Networks gave 99.80% accuracy. Kappa and F1 score values of the models were examined, and complexity matrices were created for training and test data. In the data that the models never encountered, the estimated class was determined by percentage and the results obtained were evaluated. This study shows that machine learning algorithm models can be effective in predicting heavy vehicle air compressor failures
Tutucu Kola Sahip Dört Ayaklı Bir Robotun Optimum Empedans Kontrolü
No full textBu çalışmada, tutucu kola sahip dört ayaklı bir robotun (TUKSDAR) matematiksel modellenmesi, optimum empedans kontrolü ve yürüyüş optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Empedans kontrol, robot teknolojisinde kritik bir öneme sahiptir. Robotun etkileşimde bulunduğu ortamla uyumlu bir şekilde hareket etmesini ve görevlerini güvenli bir şekilde yerine getirmesini sağlamaktadır. Empedans kontrolü, TUKSDAR'ın nesne manipülasyonu, yürüyüş ve diğer temel görevlerde kullanılabilirliğini artırmak için özgün senaryo algoritmalarının tasarlanmasını gerektirmiştir. Bu senaryoların uygulanması ve hareketlerin analizi, empedans kontrol parametrelerinin optimize edilmesini sağlamıştır. Bu şekilde, robotun etkili bir şekilde etkileşimde bulunduğu nesnelerle ve çevreyle uyumlu hareket etmesi sağlanmıştır. TUKSDAR'ın empedans kontrol tekniği, ayaklarda ve tutucu kolda PID tabanlı kartezyen empedans kontrolünü içermektedir. Bu kontrol tekniği, robotun nesnelerle hassas bir şekilde etkileşime girmesini, kuvvet uygulamasını ve nesneleri kavramasını mümkün kılmaktadır. Aynı zamanda, robotun dengesini koruması için dinamik önlemler de empedans kontrolcü tasarımıyla birlikte gerçekleştirilmiştir. TUKSDAR'ın dengeleme sistemi, ayak uç noktalarının etkileşim konumlarını değiştirmek için ana gövdenin eğim açılarından yararlanan yenilikçi bir yaklaşımla tasarlanmıştır. Bu çalışma, dört ayaklı robotların zorlu arazi koşullarında tekerlekli robotlara göre avantajlı olduğunu vurgulayarak, özellikle deprem, nükleer felaketler ve kimyasal tehlikeler gibi insan için zararlı durumlarda dört ayaklı robotların kurtarma görevlerinde kullanılabilirliğini artırmayı hedeflemektedir. Empedans kontrolü, bu tür tehlikeli ortamlarda robotun güvenli ve etkin bir şekilde hareket etmesini sağlayarak, insan hayatını koruma ve kurtarma operasyonlarına yardımcı olma potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada, tutucu kola sahip dört ayaklı bir robotun (TUKSDAR) empedans kontrolü tekniklerine çeşitli algoritmalar eklenerek istenen ortam ve kurgulanan çeşitli senaryolara karşılık görevini güvenli ve etkili bir şekilde yerine getirebildiği gösterilmiştir. Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar sayısal ve grafiksel olarak sunulmuştur.In this study, the mathematical modeling of a quadruped robot with a gripper arm (TUKSDAR), optimal impedance control, and gait optimization have been performed. Impedance control plays a critical role in robot technology as it enables the robot to move in a compliant manner and perform tasks safely in interaction with the environment. For TUKSDAR to be effectively utilized in object manipulation, walking, and other fundamental tasks, the design of novel scenario algorithms was necessary, incorporating impedance control. The implementation of these scenarios and the analysis of movements facilitated the optimization of impedance control parameters. This approach ensured that the robot interacts efficiently with objects and its surroundings, exhibiting compatible motion patterns. TUKSDAR's impedance control technique includes PID – based cartesian impedance control in its legs and gripper arm, allowing for precise interaction with objects, force application, and grasping capabilities. Additionally, dynamic measures were integrated into the impedance control design to maintain the robot's balance. TUKSDAR's balance system was innovatively designed, utilizing the tilt angles of the main body to modify the interaction positions of its foot endpoints. This study aims to emphasize the advantage of quadruped robots over wheeled robots, particularly in challenging terrain conditions and their potential usability in rescue missions involving hazardous situations for humans such as earthquakes, nuclear disasters, and chemical hazards. Impedance control, together with its ability to enable safe and effective movement in such hazardous environments, holds great potential for protecting human lives and supporting rescue operations. The results obtained from the conducted studies have been presented numerically and graphically, demonstrating that a quadruped robot with a gripper arm (TUKSDAR), incorporating various algorithms for impedance control techniques, can successfully and safely perform its tasks in different environments and predefined scenarios
- …
