Trajectory tracking control of flexible joint parallel manipulators subject to impact

Abstract

In this study, trajectory tracking control method for parallel manipulators having joint elasticity is examined and in addition the stability and the performance were investigated when the manipulator is subject to an impact with another object. Firstly, dynamic analysis for the parallel manipulators is carried out and the system equations of motion are derived by using Lagrange technique. Then the system impulse-momentum equations are derived. Moreover, an inverse dynamics control method is presented which is based on an input-output relation between the torques and end-effector position variables. In the case study, a 3-RPR planar parallel manipulator with three legs having joint elasticity is simulated considering an impact with a point mass body and all of these simulations are conducted by Matlab® and Simulink® software programs. After the simulations, it is observed that controller retrieved the desired trajectory and the results are provided at the end of the study.

Bu tez çalışmasında, esnek eklemli paralel manipülatörlerin yörünge takip metodu işlenmiştir ve buna ek olarak paralel manipülatörün bir başka cisimle çarpışmaya maruz bırakıldığı durumdaki sabitlik ve performans incelemeleri yapılmıştır. Öncelikli olarak paralel manipülatörlerin dinamik analizi yapılmış ve hareket denklemleri Lagrange formülasyonu kullanılarak çıkarılmıştır. Daha sonrasında ise impuls-momentum denklemleri elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, torklar ve uç işlemci pozisyon değişkenleri arasındaki giriş/çıkış ilişkisine dayanan ters dinamik kontrol metodu işlenmiştir. Durum çalışmasında ise bir başka cisimle çarpmaya maruz bırakılan esnek eklemli üç bacaklı düzlemsel bir paralel manipülatör (döner, prizmatik, döner eklemli) incelenmiştir ve tüm simülasyon çalışmaları Matlab® ve Simulink® programları kullanılarak yürütülmüştür. Simülasyonlar sonucunda istenen yörüngenin takip edildiği gözlenmiştir ve simülasyon sonuçları çalışmanın sonunda paylaşılmıştır.