Υλοποίηση λογισμικού βελτιωμένης έκδοσης μικρορομπότ και ανάπτυξη συστήματος εντοπισμού θέσης για τον έλεγχο κίνησης της πλατφόρμας

Καραΐσκος, Κωνσταντίνος; Karaiskos, Konstantinos

dc.contributor.author	Καραΐσκος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Karaiskos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2021-01-15T14:47:44Z
dc.date.available	2021-01-15T14:47:44Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52810
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20508
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Μικρορομπότ	el
dc.subject	Microrobot	en
dc.subject	Sensors	en
dc.subject	Position control	en
dc.subject	Localization	en
dc.subject	Ελεγχος θέσης	el
dc.subject	Microcontrollers	en
dc.title	Υλοποίηση λογισμικού βελτιωμένης έκδοσης μικρορομπότ και ανάπτυξη συστήματος εντοπισμού θέσης για τον έλεγχο κίνησης της πλατφόρμας	el
dc.title	Development of software for the improved microrobot and design of position estimation system for control of the platform	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Robotics	en
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-30
heal.abstract	Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει ως στόχο τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του μικρορομπότ του Εργαστηρίου Αυτομάτου Ελέγχου του Ε.Μ.Π. Η συγκεκριμένη μικρορομποτική πλατφόρμα, λόγω του πρωτοπόρου τρόπου κίνησης, μέσω επενεργητών δόνησης, δίνει τη δυνατότητα για τη ανάπτυξη μικροκινήσεων. Ο έλεγχος της κίνησης της πλατφόρμας, με ακρίβεια μικρόμετρων, ανοίγει τις δυνατότητες χρήσης της πλατφόρμας σε μία σειρά από εφαρμογές για την ικανοποίηση πρακτικών αναγκών. Για το σκοπό αυτό βελτιώθηκε η κατασκευή της μικρορομποτικής πλατφόρμας, έτσι ώστε να είναι δυνατή η ενσωμάτωση όσο το δυνατόν περισσότερων λειτουργιών και αισθητήρων. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας, είναι η λειτουργία και η μέτρηση των αισθητηρίων μέσω του μικροελεγκτή της πλατφόρμας και η αποστολή των δεδομένων μέσω πρωτοκόλλου ασύρματης επικοινωνίας. Η ενσωμάτωση των αισθητήρων αφορά την μέτρηση των στροφών των κινητήρων και τον εντοπισμό της θέσης. Οι αισθητήρες μέτρησης των στροφών αναπτύχθηκαν τόσο για επίβλεψη της τιμής τους, όσο και για τη χρήση τους ως ανάδραση σε περίπτωση ελέγχου κλειστού βρόχου. Το σύστημα εντοπισμού θέσης, με τη χρήση οπτικών αισθητήρων laser, ενσωματώθηκε στην πλατφόρμα ως ανάδραση για την μακροσκοπική κίνηση της πλατφόρμας, δηλαδή στον έλεγχο της κίνησης του μικρορομπότ μέχρι να φτάσει κάτω από το μικροσκόπιο, όπου εκτελεί τη βασική εργασία του. Στην εργασία μελετήθηκε η κινηματική των συστημάτων συντεταγμένων των αισθητήρων και του ρομπότ, αναλύθηκαν οι εξισώσεις μεταφοράς των συστημάτων συντεταγμένων και έγιναν πειράματα εξακρίβωσης της ακρίβειας της εκτίμησης της θέσης του ρομπότ. Παράλληλα, μελετήθηκε τόσο η μακροσκοπική κίνηση με ανάδραση τους αισθητήρες θέσης για να εξακριβωθεί η δυνατότητα εύρεσης του μικροσκοπίου από την πλατφόρμα, όσο και η μικροσκοπική κίνηση του ρομπότ κάτω από το μικροσκόπιο. Τέλος, έγινε μία πρώτη προσπάθεια επέκτασης του αλγορίθμου ελέγχου για να είναι δυνατή η υπέρβαση των αδυναμιών του προηγούμενου νόμου ελέγχου.	el
heal.abstract	The goal of this Μaster Thesis is to optimize the operation of the microrobotic platform of the Control Systems Lab, NTUA. The microrobot, under the innovative system of motion with vibration motors, has the ability to achieve motion with micrometer resolution, giving the opportunity of being used in various practical operations. For this purpose, we upgraded the second version of the platform, in order to include more operations and sensors. Thus, the integration and measurement of all desired sensors with simultaneous wireless transmission of the data, through a specific protocol was achieved. The sensors have to do with motor angular velocity and position estimation of the platform. The velocity sensors were developed for monitoring purposes, and as well as feedback for closed loop control. The localization system, using optical mouse sensors, was developed to provide feedback for the macroscopic motion of the platform. This refers to the robot’s motion control allowing approach to the location of the microscope, under which the platform performs its main task. In the present work, we studied the kinematics of the coordinate systems of the sensors and the robot, we analyzed motion transfer functions and we performed experiments to validate the accuracy of the robot’s position estimation. At the same time, we tested both the macroscopic motion with the sensors feedback to determine the possibility of approaching the desired point, as well as the microscopic motion of the robot under the microscope. Finally, it was attempted to extend the control algorithm to overcome the weaknesses of the previous control law.	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	103 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false