A simulation study for position control of VSAnkleExo in MATLAB/SimMechanics environment

Authors : Hasbi KIZILHAN, Bahri ŞEKERCİ, Ergin KILIÇ, Özgür BAŞER

Pages : 506-515

View : 16 | Download : 6

Publication Date : 2022-08-31

Article Type : Research Paper

Abstract :İnsan biyomekanik çalışmalarına göre, ayak bileği eklemi kas-iskelet yapısı yürüme sırasında eklem sertliğini anlık olarak değiştirmektedir. İnsanın vücudunun bu biyomekaniğinden esinlenilerek, VS-AnkleExo isimli ayarlanabilir sertliğe sahip bir dış iskelet robot tasarlanmış ve bu çalışmada MATLAB/SimMechanics simülasyon ortamı kullanılarak robotun pozisyon takip simülasyon testleri gerçekleştirilmiştir. VSAnkleExo yürüme yardımı ve rehabilitasyon amaçları için kullanılması düşünülmektedir. Robotun bu amaçları yerine getirebilmesi için etkili bir pozisyon kontrolü gerekmektedir. Bu nedenle, gerçek robot üzerinde önerilen kontrolcüleri test etmeden önce, robotun MATLAB/SimMechanics modeli üzerinde pozisyon kontrol simülasyonları bu çalışmada sunulmuştur. VS-AnkleExo kompleks bir yapıya sahiptir. Bu yüzden robotun matematiksel modeline ihtiyaç duymayan kontrol yöntemleri burada test edilmiştir. Çalışmada ilk olarak MATLAB/SimMechanics kullanılarak robot modeli kurulmuştur. Daha sonra, önerilen bulanık kontrolcülerin etkinliğini ortaya koymak için yörünge takip ve bozuculu cevap deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca deneyler geleneksel PID kontrolcü ile de gerçekleştirilmiş ve deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları, önerilen bulanık PD+PID kontrolcünün etkili bir şekilde pozisyon takip hatasını azaltabildiğini ve uygun kontrol performansı sunduğunu göstermiştir. Ayrıca önerilen kontrolcü bozuculara karşı sağlamdır.
Keywords : Bulanık PD PID, ZTS bulanık PD, Adaptif bulanık kontrolcü, Sertliği değiştirilebilir eyleyici, Giyilebilir ayak bileği robot