Publication: Fat-based adaptive control (fatac) of cooperative manipulators for handling a deformable object
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Abdul Rahman Samewoi | en_US |
dc.contributor.supervisor | Norsinnira Zainul Azlan, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Md. Raisuddin Khan, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:35Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:35Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | Handling a flexible object by cooperative manipulators is more complicated than handling the rigid one as it involves the vibration of the object. Since the vibration has been known as the capacity for disturbance, discomfort, damage, and destruction, it needs to be suppressed. The system consists of two cooperative manipulators handling a flexible beam that is modelled in Partial Differential Equation (PDE) form and employed the singular perturbation method to produce slow and fast subsystems. Despite the advantages offered by the PDE-based system, less work has been conducted in designing a controller for handling deformable objects by cooperative manipulators based on the PDE-based model and considering the model uncertainties. This study proposes a composite controller that comprises Function Approximation Technique (FAT)-based Adaptive Controller (FATAC) for the slow subsystem to control two cooperative manipulators in handling the deformable object under uncertain model parameters and Velocity Feedback Controller (VFC) for the fast subsystem to suppress the vibration of the deformable object. Stability analysis has been carried out for each subsystem to satisfy Tikhonov’s Theorem. Simulation tests have been carried out to measure the performance of designed controllers. For the slow subsystem, the simulation results showed that the root-mean-square (RMS) tracking error of the beam’s midpoint are 0.004599 m for X-position, 0.001697 m for Y-position, and 0.005186 rad. for the orientation under the proposed FATAC. For the fast subsystem, the simulation results proved that the proposed VFC has successfully worked well as the transverse vibration of the beam is completely suppressed within 0.8 s. Hardware experimental tests have also been carried out to validate the proposed controller. For slow subsystem, the coding of proposed FATAC is developed to control two cooperative manipulators so that the positions of the beam’s midpoint track the circular desired trajectory. The experimental results showed that the position tracking of the beam’s midpoint which is controlled by two cooperative manipulators under the proposed FATAC has been successfully achieved with the RMS tracking error of 0.914 cm and 1.126 cm for X and Y-directions, respectively. For the fast subsystem, the calibration of the strain gauge sensor has been made for the preparation to design VFC. The ultimate stage in the fast subsystem is validating the VFC by experimental hardware test to suppress the vibration of the flexible beam. The experimental results proved that the proposed VFC for the fast subsystem has successfully suppressed the beam vibration while moving the flexible beam according to the desired trajectory. The simulation and hardware experiment results verified that the proposed composite controller comprises FATAC for the slow subsystem that has successfully driven cooperative manipulators to handle the deformable object to follow the desired trajectories and VFC for the fast subsystem that has successfully suppressed the transverse vibration of the deformable object. | en_US |
dc.description.abstractarabic | الاهتزاز يعرف باسم القدره على الاضطراب وعدم الراحه والضرر والدمار فإنه يحتاج الى قمعها. يتكون النظام من اثنين مناورين متعاونين والذين يتعاملون مع شعاع مرن تم تصميمه على غرار المعادله التفاضلية الجزئيه (PDE) ويستخدم طريقة الاضطراب المفرد لإنتاج انظمه فرعية بطيئه وسريعه.وعلى الرغم من المزايا التي يوفرها النظام القائم على PDE, فقد تم اجراء قدر اقل من العمل في تصميم وحده تحكم للتعامل مع الاشياء القابله للتشوه من قبل المناورين التعاونيين على اساس النموذج القائم على PDE والنظر في عدم اليقين في النموذج. وتقترح هذه الدراسه وحده تحكم مركبة تضم وحدة تكيفية تعتمد على تقنية تقريب الوظائف FAT (FATAC) للنظام الفرعي البطئ للتحكم في اثنين من المناورين التعاونيين في التعامل مع الكائن القابل للتشوه تحت معلمات النموذج غير المؤكدة ووحدة التحكم في سرعة التغذية المرتدة (VFC) للنظام الفرعي السريع لقمع اهتزاز الكائن القابل للتشوه.وقد تم اجراء تحليل الاستقرار لكل نظام فرعي لإرضاء تيخونوف.وتم إجراء اختبارات المحاكاة لقياس اداء وحدات التحكم المصممه.وبالنسبه للنظام الفرعي البطئ فقد اظهرت نتائج المحاكاه ان خطأ تتبع الجذر المتوسط (RMS) لنقطة منتصف الحزمة هو 0.004599 X وايضا Y 0.001697 وايضا rad 0.005186 للتوجيه تحت FATAC المقترحة. وايضا للنظام الفرعي السريع اثبتت النتائج ان VFC المقترح قد نجح في العمل بشكل جيد حيث يتم قمع الاهتزاز العرضي للحزمه تماما في غضون. وللنظام الفرعي البطئ تم تطوير ترميز FATAC المقترح للتحكم في اثنين من المناورين التعاونيين بحيث تتبع مواقع نقطة منتصف الحزمه المسار الدائري المطلوب.واظهرت النتائج التجريبيه ان تتتبع موضع نقطه منتصف الحزمه التي يتم التحكم فيها بواسطه مناورين متعاونين بموجب FATAC المقترح قد تحقق بنجاح مع خطأ تتبع RMS البالغ 0.914 cm , وايضا 1.126 cm للمحورين X-Y على التوالي. بالنسبه للنظام الفرعي السريع فقد تم اجراء معايره مستشعر قياس الضغط للتحضير لتصميم VFC وفي المرحله النهائية للنظام الفرعي السريع وهي التحقق من صحه VFC عن طريق اختبار الاجهزه التجريبي لوقف اهتزتز الحزمه المرنه واثبتت النتائج التجريبيه ان VFC المقترح للنظام الفرعي السريع فقد نجح في وقف اهتزاز الحزمه اثناء تحريك الحزمه المرنه وفقا للمسار المطلوب. واخيرا فقد تحققت نتائج تجربه المحاكاه والاجهزه من ان وحدة التحكم المركبه المقترحه تضم FATAC للنظام الفرعي البطئ الذي نجح في دفع المناورين التعاونيين للتعامل مع الجسم القابل للتشوه لمتابعه المسارات المطلوبه واستخدام نظام VFC للنظام الفرعي السريع الذي نجح في وقف الاهتزاز العرضي للجسم القابل للتشوه. | en_US |
dc.description.identifier | Fat-based adaptive control (fatac) of cooperative manipulators for handling a deformable object /by Abdul Rahman bin Samewoi | en_US |
dc.description.identity | t11100427911AbdulRahmanBinSamewoi | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Indonesian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMCT)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xxiv, 141 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Mechatronics Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7071 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.title | Fat-based adaptive control (fatac) of cooperative manipulators for handling a deformable object | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1