Ανάπτυξη λογισμικού σε περιβάλλον ROS για έλεγχο εμπέδησης σε διαστημικό εξομοιωτή

Τσούλιας, Νικηφόρος; Tsoulias, Nikiforos

dc.contributor.author	Τσούλιας, Νικηφόρος	el
dc.contributor.author	Tsoulias, Nikiforos	en
dc.date.accessioned	2025-11-10T11:14:43Z
dc.date.available	2025-11-10T11:14:43Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62820
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30516
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Έλεγχος εμπέδησης	el
dc.subject	Διαστημικός εξομοιωτής	el
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	Κηφέας	el
dc.subject	ROS	en
dc.subject	C++	en
dc.subject	Gazebo	en
dc.subject	Impedance control	en
dc.subject	Space robot emulator	en
dc.subject	Robotics	en
dc.title	Ανάπτυξη λογισμικού σε περιβάλλον ROS για έλεγχο εμπέδησης σε διαστημικό εξομοιωτή	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-22
heal.abstract	Η παρούσα διπλωµατική εργασία αφορά την εξοµοίωση µιας In-Orbit-Service αποστολής, όπως το capturing ενός δορυφόρου δίχως καύσιµα, στον Επίπεδο ∆ιαστηµικό Εξοµοιωτή του Εργαστηρίου Αυτοµάτου Ελέγχου του ΕΜΠ. Ο στόχος είναι η ανάπτυξη ενός ελεγκτή εµπέδησης σε C++ µέσω ROS, αρχικά στον προσοµοιωτή Gazebo και στη συνέχεια στον εξοµοιωτή. Ο εξοµοιωτής περιλαµβάνει µια τράπεζα γρανίτη, το Motion Capture σύστηµα της Vicon, το ϱοµπότ ¨Κηφέας¨ και τον στόχο. Ο ελεγκτής ϐασίζεται στην επενέργηση των τριών αρϑρώσεων του ϐραχίονα και του σφονδύλου αντίδρασης, ώστε το Τελικό Σηµείο ∆ράσης (ΤΣ∆) να πλησιάσει και να πιάσει τον στόχο, διατηρώντας σταθερό τον προσανατολισµό της ϐάσης. Αναπτύχθηκε λογισµικό ελέγχου ακολουθώντας το design pattern ενός native ελεγκτή σε C++, µε ROS Wrapper, επιτρέποντας χρήση τόσο στην προσοµοίωση όσο και στο πραγµατικό ϱοµπότ. Ο ¨Κηφέας¨ µοντελοποιήθηκε στο Gazebo για δοκιµή του ελεγκτή, ο οποίος πέτυχε και στις δύο ϕάσεις (free space και contact). Ο εξοµοιωτής του εργαστηρίου επανήλθε σε λειτουργία, µε αντικατάσταση ελαττωµατικού εξοπλισµού και διευθέτηση της καλωδίωσης. Ο νέος gripper ενσωµατώθηκε στο τελικό σηµείο δράσης και πραγµατοποιήθηκε πετυχηµένο πείραµα ελέγχου για την πρώτη ϕάση (free space phase). Η προσοµοίωση δείχνει ότι το σύστηµα µπορεί να πετύχει αντίστοιχα αποτελέσµατα στη δεύτερη ϕάση µετά την αναβάθµιση του εξοπλισµού.	el
heal.abstract	This thesis concerns the emulation of an In-Orbit-Service mission, such as capturing a fuel-depleted satellite, in the planar Space Robot Emulator of the Control Systems Lab at NTUA. The objective is to develop an impedance controller in C++ using ROS, initially in the Gazebo simulator and subsequently in the physical emulator. The emulator consists of a granite table, the Vicon motion capture system, the "Cepheus" robot, and the target. The controller is based on the actuation of the three arm joints and the reaction wheel, enabling the end effector to approach and capture the target while maintaining the robot base’s orientation. A control software was developed following the design pattern of a native controller in C++, with a ROS Wrapper, allowing seamless integration both in simulation and in the real robot. "Cepheus" was modeled in Gazebo to test the controller, which successfully performed in both phases (free space and contact). Subsequently, the laboratory’s simulator was restored to operational status by replacing faulty equipment and resolving wiring issues. The newly developed gripper was integrated into the end effector, and a successful impedance control experiment was conducted for the first phase (free space phase). The simulation results indicate that the system can achieve similar performance in the second phase after equipment upgrades.	en
heal.advisorName	Τζαφέστας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τζαφέστας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γκόνος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	129 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false