PID ve bulanık mantık kontrol sistemleri ile iki tekerlekli kendini dengeleyebilen robotik sistem tasarımı
Design of a two-wheel self-balancing robotic system with the PID and fuzzy logic control systems
- Tez No: 667585
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDAT KARABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Bu tezde, iki tekerlekli kendini dengeleyebilen robotik sistemin tasarımı ve kontrol yöntemleri üzerine çalışılmıştır. Ters sarkaç sistemiyle aynı prensibe sahip olan iki tekerlekli kendini dengeleyebilen robotik sistemlerin kontrolü, PID ve bulanık mantık kontrol sistemi ile sağlanmıştır. Matlab Simulink yardımıyla blok diyagramları oluşturulup sonuçlar karşılaştırılmıştır. Giriş olarak motorlardaki elektrik girişi ve çıkış olarak sistemin açısal değişimi kabul edilmiştir. Matematiksel denklemler, Kirchhoff gerilim ve Lagrange enerji yasalarından elde edilmiştir. Nonlineer denklemleri lineer hale getirip, sistemin durum uzay matrisine ulaşılmıştır. Tasarlanan iki tekerlekli robotik sistem, ters sarkaç mantığına göre kendini dengeye getirebilmektedir. Sistem denge pozisyonundayken, gövdenin açısal hareket yapmasıyla sistemin ağırlık merkezi değişmektedir. Ağırlık merkezindeki değişim ivmeölçer ile programlayıcıya geri besleme yaparak iletilir. Programlayıcı da motor sürücülerine yetki vererek sistemin tekerleklerine gerekli hareketi sağlar. Böylece sistem, kendini tekrardan denge pozisyonuna getirir. Sonuçlara göre, PID kontrolcünün bulanık mantık kontrolcüye göre sistemin denge ve konum kontrolünde daha iyi olduğu anlaşılmıştır. Prototip üretimi için ise, Arduino Uno kart, Mpu 6050 sensör, motorlar, motor sürücüsü, güç kaynağı ve şase için makrolon malzemeler kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this article, the design and control methods of the two-wheel self-balancing robotic system were studied. PID and Fuzzy Logic control systems were used to control two-wheel self-balancing robotic systems which have the same principle as the inverted pendulum system. Block diagrams were created with Matlab Simulink, and the results were compared. The input of the system, the electrical input of the motors, the output of the system was considered as angular changes of the system. Mathematical models were derived from Kirchhoff voltage and Lagrangian laws of motion. The state-space matrix of the system was determined by transforming nonlinear equations to linear equations. The designed robotic system can balance itself according to the inverted pendulum logic. While the system is in balance position, the center of gravity of the system changes with the angular movement of the body. The change in the center of gravity is fed back to the controller with the accelerometer. The controller makes motor drivers to move to the wheels of the system. Thus, the system is brought back to the balance position itself. According to the results, it was found that the PID controller is better than the Fuzzy Logic controller in balance and position control of the system. Arduino Uno card, Mpu 6050 sensor, motors, motor driver, power supply and makrolon materials for chassis have used to obtain the prototype.
Benzer Tezler
- Design and simulation of an ABS for an integrated active safety system for road vehicles
Yol araçlarında tümleşik aktif güvenlik sistemi için ABS tasarım ve simulasyonu
MURAT ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Y. SAMİM ÜNLÜSOY
- Evaluation of model-based predictive control methods in high-speed automated ground vehicle path following
Yüksek hızlı bir otonom kara taşıtının yörünge takibinde model bazlı öngörülü kontrol yöntemlerinin değerlendirilmesi
VOLKAN BEKİR YANGIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGEN AKALIN
- Viability of differential braking based steering redundancy for an autonomous vehicle
Otonom bir araç için diferansiyel frenleme tabanlı direksiyon yedekliliğinin uygulanabilirliği
DORUKHAN TOKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGEN AKALIN
- Servo sistemlerin kontrolü için endüstriyel amaçlı bir mikrokontrolör tasarımı
An industrial microcontroller design for servo control systems
AHMET TOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER GÖKBULUT
- Otomatik kontrol sistemlerinin gemiler arası ikmal operasyonlarında uygulanması
Application of automatic control systems to ship to ship load transfer operations
BİLGİN BOZKURT
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ERTOGAN