Robot Bilimi Robot Kontrol Sistemleri

Robot Bilimi
Robot Kontrol Sistemleri
Öğr. Gör. M. Ozan AKI
r1.0
Robot Kontrol Yapısı
Robotlar (Aynı zamanda insanlarda);
• Çevrelerini Algılarlar
• Karar verirler (Amaçları, Görevleri v.s.)
• Çevrelerine Tepki verirler
İnsan Kontrol Süreci
Robot Kontrol Süreci
Kontrol Nedir?
Anlam olarak, bir işin usulüne uygun yapılıp
yapılmadığını doğrulamak, denetlemektir.
Fakat çoğu zaman ayarlamak, kumanda etmek
anlamında da kullanılır.
Kontrol Sistemi, bir niceliğin veya nicelikler
kümesinin önceden belirlenmiş olan koşullara
uygunluğunu denetlemek ve gerekiyorsa bu
koşullara uygun hale gelmesini sağlayan
bileşenler bütünü olarak düşünülebilir.
Kavramlar
Kontrol etmek istediğimiz sistemin olmasını
istediğimiz ve kontrol sistemine girdi olarak
verdiğimiz değere Set Değeri (SV) denir.
Kontrol edilen sistemden elde edilen giriş
cinsinden ölçüm değerine Proses Değeri (PV)
denir
Set değeri ile Proses değeri arasında meydana
gelen farka Hata (Error) denir.
Kontrol Sistemleri
Bir makinenin kontrolünü sağlayan karar sistemleri şu
şekilde sınıflandırılabilir;
• Açık Çevrim Kontrol Sistemleri
• Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri
• On-Off Kontrol
• P (Oransal) Kontrol
• PI (Oransal + Integral) Kontrol
• PID (Oransal + Integral + Derivative) Kontrol
• Fuzzy Logic (Bulanık Mantık) Kontrol
• Uzman Sistemler
• Artificial Neural Network (Yapay Sinir Ağları)
• Artificial Intelligence (Yapay Zeka) ile Kontrol
Açık Çevrim Kontrol Sistemleri
Arzu edilen çıkış durumunu sisteme girdi olarak ayarlarız
ve kontrol sistemi çıkışı ayarladığımız şekilde verir /
verdiğini varsayar. Ancak kontrol edilen sistemin
gerçektende istediğimiz değere ulaştığı bilinmemektedir.
Açık Çevrim Kontrol Sistemleri
Bu tür sistemlere örnek olarak,
Müzik ses ayar düğmesi. Sesi ayarlarız ancak sesin her
zaman istediğimiz düzeyde kalmasını sağlayamayız.
Musluğu her zaman sadece bir tur çevirip açsak bile,
tesisataki suyun basıncına göre akan miktar faklı olabilir.
Açık çevrim kontrol sistemlerinde girdiyi (Set Değeri)
veririz ve kontrol edilen sisteme bu değer uygulanır.
Ancak hiç bir zaman kontrol edilen sistemin istediğimiz
değerde olup olmadığını bilemeyiz.
Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri
Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri, giriş değerine
uygulanan set değerini, proses değeri ile karşılaştırarak,
kontrol edilen sistemin her an istenen değerde kalmasını
sağlamaya çalışır.
Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri
Bunun için, kontrol edilen sistemden bir ölçüm alınarak,
istenen değer ile karşılaştırılır;
Hata = Proses Değeri – Set Değeri
Sistem Hatayı her zaman sıfır yapmaya çalışır.
Kontrol edilen sistemden ölçülen değere aynı zamanda
geri besleme (Feedback) denir.
On-Off Kontrol
En basit kapalı çevrim kontrol sistemidir.
Proses değeri, set değerinden aşağıda olursa sisteme
çıkış verilir, Proses değeri, Set değerine ulaştığında çıkış
kapatılır.
On-Off Kontrol
Bu kontrol tipinde çalışan çoğu aktüatör, sık açıp
kapanmaya uygun olmayıp ömürleri kısa sürede
tükenir. Bunu önlemek için, On-Off Kontrol tipi
sistemlere Histerisiz eklenmiştir.
Histerisiz, proses değeri, set değerine ulaştığında
çıkışı kapatır ancak, proses değeri, set değerinin
altına ancak hizterisiz değeri kadar düştüğünde
tekrar devreye girer. Buda aktüatörün sık devreye
girip çıkmasını önler.
On-Off Kontrol
On-Off kontrolde proses değeri hiç bir zaman set
değerine sabit duramaz, set değeri altına ve
üstüne doğru sürekli salınım yapar.
On-Off Kontrol tipi, çok kolay ve ucuz bir kontrol
olup günlük hayatta, buzdolapları, ısıtıcılar, ütüler,
termosifon, gibi cihazlarda bulunmaktadır.
P (Oransal) Kontrol
On-Off çalışmadaki büyük salınımları engellemek için set
değerine yaklaştıkça çıkışı oransal olarak kısmaya dayanır.
P (Oransal) Kontrol
P tipi kontrolde, set değeri etrafında bir oransal bant
tanımlanır. Bu oransal bant genellikle set değerinin
yüzdesi cinsinden ifade edilir.
Proses değeri, oransal bant içerisine girdiğinde, set
değerine yaklaştıkça çıkış azaltılarak gittikçe azalan
aşımlarla set değerine yaklaşır.
Ancak bu kontrol tipinde hiç bir zaman proses değeri set
değeri ile çakışmaz.
PI (Oransal+Integral) Kontrol
P tipi kontrolde, set değerine oturmayan proses değerini tam
olarak set değerine ulaştırmak için, meydana gelen hataları
kümülatif olarak çıkışa ekler.
PI (Oransal+Integral) Kontrol
PI tipi kontrolde, proses değeri sonunda tam olarak set
değerine oturur ve hata sıfırlanır.
Ancak bu kontrol tipinin dezavantajı, ilk anda çok yüksek
aşımlar yapması ve oturma zamanının uzun zaman
almasıdır.
PID (Oransal+Integral+Türev) Kontrol
PID tipi kontrolde, proses değeri en kısa sürede en az
aşımla set değerine oturur.
PID (Oransal+Integral+Türev) Kontrol
PID tipi kontrolde, proses değeri en kısa sürede en az
aşımla set değerine oturur.
Ancak bunu sağlamak için, kontrol edilen sistemin doğal
tepkilerine en uygun P, I ve D katsayılarının belirlenmesi
gerekir.
Bunun için modelleme ya da deneysel sonuçlardan
yararlanılır.
Robot Kontrol Yapısı

Download Report