İLERİ ROBOTİK

AMAÇ

Bu derste robot hareketi, kontrol sistemleri ve sensör teknolojileri ve koordinasyonu ele alınır. Farklılaşmış kinematik, yol planlama ve yörünge oluşturma gibi ileri konuları içererek öğrencilere robot dinamiği ve kontrolün kapsamlı bir anlayışını sunar. Ders aynı zamanda kuvvet kontrolü, empedans kontrolü ve admitans kontrolü gibi son teknoloji kontrol tekniklerini de içerir. Öğrenciler, ileri uygulamalar için gerekli olan programlama dillerini kullanarak robot yazılım geliştirme konusunda pratik deneyim kazanırlar.

İÇERİK

Bu ders; Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleri,Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme operatörlerini çözümlemek,Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri,Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi,İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi,Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi,Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve ivmeleri hesaplanması,Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.,Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesi,Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda dinamik problemlerin çözümlenmesi., 1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.,Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.,Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol: Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak. ,Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.; konularını içermektedir.

1. 1

   Solve the complexities of robot motion involves understanding and analyzing aspects such as differential kinematics, path planning, and trajectory generation

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Sözlü Sınav, Ödev, Proje Görevi

2. 2

   Apply force control, impedance control, and admittance control to effectively govern and optimize robotic behaviour.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Sözlü Sınav, Ödev, Proje Görevi

3. 3

   Applies the theoretical background acquired in robot dynamics and control in practical scenarios.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Sözlü Sınav, Ödev, Proje Görevi

4. 4

   Gain practical experience in robotics software development, utilizing essential frameworks and programming languages for advanced applications and system integration.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Sözlü Sınav, Ödev

5. 5

   Apply design principles, including materials, and fabrication methods for prototyping robotic systems.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği · Değerlendirme: Sözlü Sınav, Proje Görevi

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleri

   Ön hazırlık: Ders sunuları

2. HAFTA 2

   Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme operatörlerini çözümlemek

   Ön hazırlık: Ders sunuları

3. HAFTA 3

   Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri

   Ön hazırlık: Ders sunuları

4. HAFTA 4

   Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi

   Ön hazırlık: Ders sunuları

5. HAFTA 5

   İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi

   Ön hazırlık: Ders sunuları

6. HAFTA 6

   Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi

   Ön hazırlık: Ders sunuları

7. HAFTA 7

   Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve ivmeleri hesaplanması

   Ön hazırlık: Ders sunuları

8. HAFTA 8

   Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.

   Ön hazırlık: Ders sunuları

9. HAFTA 9

   Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesi

   Ön hazırlık: Ders sunuları

10. HAFTA 10

    Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda dinamik problemlerin çözümlenmesi.

    Ön hazırlık: Ders sunuları

11. HAFTA 11

    1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.

    Ön hazırlık: Ders sunuları

12. HAFTA 12

    Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.

    Ön hazırlık: Ders sunuları

13. HAFTA 13

    Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol: Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak.

    Ön hazırlık: Ders sunuları

14. HAFTA 14

    Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.

    Ön hazırlık: Ders sunuları

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı30%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı70%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• Robot Dynamics and Control, Spong, Vidyasagar, John Wiley and Sons, 1989.
• • MATLAB Control System Toolbox, SIMULINK (Code Examples) • Arduino (Built-in Examples) https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLUKOORDİNATÖR
• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLU