Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11086
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAbd. Halim Embong, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorSalmiah Ahmad, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNurul Nafisah Khamisen_US
dc.date.accessioned2022-08-12T01:18:06Z-
dc.date.available2022-08-12T01:18:06Z-
dc.date.issued2020-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11086-
dc.description.abstractThis research sought to design the intelligent controller for a spherical robot. Spherical robot is a ball-shaped mobile robot that capable to move from one place to another to perform the desired tasks. A error driven Fuzzy Logic Controller (FLC) which consist of two Proportional-Derivative type FLC and Proportional-Integral type FLC are designed to control the position of the spherical robot, angle of the pendulum and the angular velocity of the spherical robot. The intelligent controller like FLC is proposed to reduce the dependency on its mathematical model, FLC is a knowledge-based controller which can be design without using a complex mathematical model. Then, the designed controller is optimized with tuning the input and output gain of the controller with Particle Swarm Optimization (PSO) method. Besides, the effect of different type of membership function (MF) and number of variables used for MF are also been studied by heuristically tuned these two parameters. As a result, five variable of triangular and trapezoidal MF are selected as the best MF to be used in both PD-type FLC for position controller while gaussian and sigmoidal are selected to be used in PI-type FLC to control the angular velocity of the spherical robot. With PD-type FLC, rise time and settling time of the position control of the robot managed to be reduced by 84% and 87% respectively. In addition, PD-type FLC also capable to eliminate the overshoot and reduce the settling time of the pendulum control by 60 % compared to when the robot run without the controller. The optimized PI-type FLC used to control the angular velocity of the spherical robot manage to eliminate the steady state error and achieved its desired setpoint in 1.47s. Finally, the spherical robot with monitoring devices like camera, temperature sensor and the gas sensor are successfully developed, and the designed controllers are integrated to control the position, angle of pendulum, and the velocity of the spherical robot. The experimental performance analysis is studied and show that the integration of the controller managed to control the position with settling time 60% faster than simulation. While the PD-type FLC used to control the angle of pendulum managed to control its angle to it desired setpoint but having some problem on maintaining the angle due to the rotation of the spherical robot. For PI-type FLC, the experimental value achieved 83% of its desired angular velocity and need to be optimized to really achieved it desired setpoint velocity. Therefore, it concluded that the objective of the research is achieved to design and studies the integration of the intelligent controller for the developed monitoring and surveillance spherical robot.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020en_US
dc.titleThe intelligent controller for spherical roboten_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityt11100429221NurulNafisahBintiKamisen_US
dc.description.identifierThesis : The intelligent controller for spherical robot / by Nurul Nafisah binti Khamisen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Mechatronics Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicسعى هذا البحث إلى تصميم جهاز التحكم الذكي لإنسان آلي كروي. الروبوت الكروي هو روبوت متحرك على شكل كرة قادر على الانتقال من مكان إلى آخر لأداء المهام المطلوبة. تم تصميم وحدة التحكم المنطقي Fuzzy Logic Controller (FLC) التي تعتمد على الأخطاء والتي تتكون من نوعين مشتقين متناسبين من نوع FLC والنوع النسبي المتكامل FLC للتحكم في موضع الروبوت الكروي وزاوية البندول والسرعة الزاوية للروبوت الكروي. تم اقتراح وحدة التحكم الذكية مثل FLC لتقليل الاعتماد على نموذجها الرياضي ، FLC هي وحدة تحكم قائمة على المعرفة والتي يمكن تصميمها دون استخدام نموذج رياضي معقد. بعد ذلك ، يتم تحسين وحدة التحكم المصممة من خلال ضبط كسب الإدخال والإخراج لوحدة التحكم باستخدام طريقة Particle Swarm Optimization (PSO). إلى جانب ذلك ، تم أيضًا دراسة تأثير نوع مختلف من وظيفة العضوية (MF) وعدد المتغيرات المستخدمة في MF من خلال الضبط الإرشادي لهاتين المعلمتين. نتيجة لذلك ، تم اختيار خمسة متغيرات من MF المثلث وشبه المنحرف كأفضل MF لاستخدامه في كل من PD-type FLC للتحكم في الموضع بينما يتم اختيار gaussian و sigmoidal لاستخدامهما في PI من النوع FLC للتحكم في السرعة الزاوية لل روبوت كروي. مع PD-type FLC ، تم تقليل وقت الصعود ووقت الاستقرار للتحكم في موضع الروبوت بنسبة 84٪ و 87٪ على التوالي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن PD-type FLC قادر أيضًا على التخلص من التجاوز وتقليل وقت الاستقرار للتحكم في البندول بنسبة 60 ٪ مقارنةً بوقت تشغيل الروبوت بدون وحدة التحكم. يتم استخدام FLC من نوع PI المُحسَّن للتحكم في السرعة الزاوية للروبوت الكروي الذي يعمل على التخلص من خطأ الحالة المستقرة وتحقيق نقطة الضبط المطلوبة في 1.47 ثانية. أخيرًا ، تم تطوير الروبوت الكروي المزود بأجهزة مراقبة مثل الكاميرا ومستشعر درجة الحرارة ومستشعر الغاز بنجاح ، وتم دمج وحدات التحكم المصممة للتحكم في موضع وزاوية البندول وسرعة الروبوت الكروي. تمت دراسة تحليل الأداء التجريبي وتبين أن تكامل وحدة التحكم تمكن من التحكم في الموضع بزمن الاستقرار أسرع بنسبة 60٪ من المحاكاة. في حين أن PD-type FLC المستخدم للتحكم في زاوية البندول تمكن من التحكم في زاويته إلى نقطة الضبط المرغوبة ولكن هناك بعض المشاكل في الحفاظ على الزاوية بسبب دوران الروبوت الكروي. بالنسبة لـ PI-type FLC ، حققت القيمة التجريبية 83 ٪ من السرعة الزاوية المرغوبة وتحتاج إلى التحسين لتحقيق السرعة المحددة المرغوبة. لذلك ، خلص إلى أن الهدف من البحث قد تحقق لتصميم ودراسة تكامل وحدة التحكم الذكية للروبوت الكروي للمراقبة والمراقبة المطوّر.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.notesThesis (MSMCT)--International Islamic University Malaysia, 2020.en_US
dc.description.physicaldescriptionxix, 162 leaves : colour illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100429221NurulNafisahBintiKamis_24.pdf24 pages file331.77 kBAdobe PDFView/Open
t11100429221NurulNafisahBintiKamis_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file4.36 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.