- Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi
- Ejosat Special Issue: (HORA) Special Issue
- Neural Network Based Inverse Modelling for Pneumatic Artificial Muscles
Neural Network Based Inverse Modelling for Pneumatic Artificial Muscles
Authors : Cabbar Veysel Baysal
Pages : 142-149
Doi:10.31590/ejosat.779538
View : 11 | Download : 5
Publication Date : 2020-08-15
Article Type : Research
Abstract :Pnömatik Yapay Kaslar (PAM), yüksek kuvvet / ağırlık oranı, esnek yapı ve düşük maliyet gibi avantajlara sahip yumuşak aktüatörlerdir. Pnömatik Yapay Kaslar, dış iskelet ve rehabilitasyon robotlarında kullanımını mümkün kılan doğal bir uyumluluğa sahiptir. Bununla birlikte, doğrusal olmayan karakteristik özellikleri, modelleme ve kontrol eylemlerinde zorluklar sağlayan ve kullanımını kısıtlayan önemli bir faktördür. PAM doğal uyumluluğu, doğrusal olmayan, histerezis ve zamanla değişen özellikleri ile ilişkilidir, bu durum da PAM dinamik davranışını ve modele dayalı yüksek performanslı kontrolörlerle çalışmasını modellenmesini zorlaştırır. Literatürde modelleme sorununun üstesinden gelmek için, sanal iş, ampirik ve fenomenolojik modeller gibi birçok çalışma olmasına rağmen, bu çalışmalar çok karmaşık veya doğrusal olmayan değişken bir sertlikli yay için giriş-çıkış ilişkisi olan model gibi çok yaklaşıktır. PAM test düzeneğimizde gerçekleştirdiğimiz iyi bilinen önceki modelleme çalışmalarının deneysel analizine dayanarak, bu yöntemlerin etkinliğinin PAM'ın fiziksel davranışını temsil etmek için sınırlı olduğu ve hala basit, etkili modellere ihtiyaç duyulduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, önceki modelleme yaklaşımlarından farklı olarak, PAM'ın davranışı, giriş işareti olarak basınç uygulandığında, eşzamanlı kuvvet ve kas uzunluğu değişikliğine yol açan entegre bir sistem tepkisi olarak öngörülmüştür. Bu nedenle, standart doğrudan giriş-çıkış tanımlama yöntemleri bu davranışı modellemek için uygun değildir. Bu çalışmada, kontrol uygulamalarında etkin kullanmak için bir tersine modelleme yaklaşımı önerilmektedir. Önerilen kapalı kutu model ve PAM test yatağından toplanan deneysel veriler kullanılarak Yapay Sinir Ağı (YSA) yapısı tarafından uygulanmaktadır. Uygulama sonuçlarına göre, YSA tabanlı bir tersine model, PAM modelleme ve kontrol sorunu için basit ve etkili bir çözüm olabileceğini düşündüren tatmin edici bir performans sağlamıştır.Keywords : Yumuşak Eyleyiciler, Pnömatik Yapay Kaslar, Tersine Modelleme, Yapay Sinir Ağı Tabanlı Modelleme