Yüksek gerilim enerji iletim hatları için kontrol robotu
Inspection robot for high voltage power transmission lines
- Tez No: 868897
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NAZMİ EKREN, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Enerji iletim hatlarının denetimi ve bakımı, tüketicilere kesintisiz enerji sağlanması açısından büyük önem taşımaktadır. Ulaşılması ve aşılması zor alanlardan geçen iletim hatlarının muayene ve bakımları genellikle işçiler veya helikopter yardımı ile yapılmaktadır. Bu yöntemler zaman, enerji, güvenlik, ekonomi ve verimlilik açısından etkili değildir. Enerji İletim Hattı Muayene Robotları bu görevi geleneksel yöntemlere kıyasla güvenli, verimli, ekonomik, hızlı ve en az riskle gerçekleştirebilmektedir. Bu çalışmada da iki kollu kompakt bir muayene robot prototipi ve bir denetleyici sunulmuştur. Çalışma kapsamında robot, test düzeneği, Model Referanslı Sinir Ağı Tabanlı denetleyici tasarımı ve uygulamaları sunulmuştur. Tasarım gereksinimlerine ve sistem kısıtlamalarına göre robotun dinamik modeli oluşturulmuştur. İstenilen hareketlerin ve yörünge takibinin sağlanması için aktüatör modelleri belirlenmiştir. Daha sonra robotun prototipi oluşturulmuştur. Geliştirilen prototip toprak iletkeni boyunca yürüyebilmekte, engelleri üzerinden atlamak suretiyle geçebilmekte ve otonom olarak kontrol edilebilmektedir. Robot hareketlerini sağlayan servo motorlar, haberleşmeyi ve konum bilgisini sağlayan modül, veri toplayıcı sensörler ve kamera Raspberry Pi bilgisayar ile kontrol edilmektedir. Eklem, robot ve kısıtların dinamiklerine göre sistem tanımlaması yapılarak Model Referanslı Sinir Ağı Tabanlı Denetleyici modeli oluşturulmuştur. Sistem tanımlaması sırasında, kaydedilen veriler referans modeli eğitmek için kullanılır. Ayrıca, sürüş çevrimleri için istenen yörünge, robotun manuel olarak uyarılmasıyla oluşturulur. Manuel uyarma sırasında, kaydedilen veriler sinir ağı tabanlı denetleyiciyi eğitmek için kullanılır. Son olarak robot, regresyon değeri ve ortalama karesel hatalar olarak yörünge izleme performansı açısından test senaryoları altında değerlendirilir. Kontrol sistemi için sunulan Model Referanslı Sinir Ağı Tabanlı Denetleyici yüksek eğitim performansı göstermiştir. Ayrıca robot prototipi laboratuvar ortamında, model demir direkler üzerinde test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The inspection and maintenance of power transmission lines are crucial for providing uninterrupted energy to consumers. Inspection and maintenance of transmission lines passing through areas that are difficult to reach and pass through are generally carried out with the help of workers or helicopters. However, these methods are not effective in terms of time, energy, safety, cost, and efficiency. Power Transmission Line Inspection Robots can perform this task safely, efficiently, economically, quickly and with minimal risk compared to traditional methods. In this study, a compact two-arm inspection robot prototype and a controller are presented. Within the scope of the study, robot, test setup, Model Reference Neural Network-Based controller design and applications are presented. The dynamic model of the robot is established according to design requirements and system constraints. Actuator models are determined to ensure the desired movements and trajectory tracking. Subsequently, the prototype of the robot is developed. The developed prototype can walk along the ground wire, overcome obstacles and be controlled autonomously. The servo motors that provide robot movements, the module that provides communication and location information, data collector sensors and the camera are controlled by a Raspberry Pi computer. Based on the dynamics of joints, robot, and constraints, a Model Reference Neural Network-Based Controller model is created by system identification. During system identification, recorded data is used to train the reference model. Additionally, desired trajectories for driving cycles are created by manually prompting the robot. During manual prompting, recorded data is used to train the neural network-based controller. Finally, the robot is evaluated under test scenarios in terms of trajectory tracking performance as regression value and mean square errors. The Model Reference Neural Network-Based Controller presented for the control system has shown high training performance. Furthermore, the robot prototype has been tested on model towers in a laboratory environment.
Benzer Tezler
- Manyetik kontrollü şönt reaktör tasarımı ve elektromanyetik analizlerinin gerçekleştirilmesi
Magnetic controlled shunt reactor design and performance of electromagnetic analysis
İSMET KAYMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAYRAK
- Mobil trafo merkezi tasarımı ve kısa devre analizi
Designing and short circuit analysis of mobilesubstation
ÇAĞIN ÖZÇİVİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANAN ZOBİ KARATEKİN
- A power line fault detection system design based on a hybrid bilstm network
Hibrit bilstm ağı esaslı bir güç hattı hata tespit sistemi tasarımı
MOHAMMED I.M. EISHORAFA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN PEHLİVAN
- Doğrusal olmayan yüklerin enerji ölçümünde neden olduğu hataların incelenmesi
Investigation of errors in energy meters under nonlinear load conditions
CÜNEYT GÜZEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMAT ALİ YALÇIN
- Elektrik güç sistemlerinde geniş alan ölçüm sistemi ve fazör ölçüm birimlerinin yerleşiminin incelenmesi
Investigation of wide area measurement system and phasor measurement placement in power systems
MEHMET ALİ MURAT İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK