Geri Dön

Dinamik eğim sensörü cihazının tasarlanması ve ölçüm stabilitesini arttırma amaçlı çeşitli metotların kullanılması

Design of a dynamic inclinometer device and use of various methods to increase measurement stability

  1. Tez No: 882782
  2. Yazar: İSMAİL DERELİ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL ERDOĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 60

Özet

MEMS teknolojisindeki gelişmeler ile birlikte bu teknolojiyi içeren IMU (Atalet Ölçüm Birimi) cihazlarının da kullanımı yaygınlaşmıştır. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan IMU' ların kullanım alanına göre çok hassas olarak ölçüm yapması gerekebilmektedir. Bu hassas ölçümler gelişen IMU teknolojisi sayesinde ne kadar mümkün olsa da bazı dış faktörler IMU' ların ölçüm doğruluğunu etkileyebilmektedir. Bu dış faktörlerin en önemlileri harici ivme ve titreşimlerdir. Cihazın bağlı olduğu sistemdeki harici ivme ve titreşimler IMU içerisindeki mekanik yapıyı olumsuz etkilemektedir ve ölçüm hatalarına sebep olmaktadır. Buna çözüm olarak literatürde kalman filtresi, alçak geçiren filtre vb. filtreler kullanılarak bu hataların en aza indirgenmesi sağlanmaktadır. Bu çalışmada içerisinde 6 eksen IMU içeren bir dinamik eğim sensörü cihazı tasarlanmıştır ve içerisine kalman filtresi, ortalama kayan filtre, alçak geçiren filtre yazılımsal olarak entegre edilmiştir. Hazırlanan test platformu ve veri kayıt sistemi ile harici ivmeli durumlarda tasarlanan eğim sensörü içerisindeki filtrelerin performansları bilgisayar ortamında analiz edilmiştir. RMSE metodu kullanılarak yapılan analizlerde sensörün derece cinsinden ölçüm hata miktarları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise bu 3 filtrenin birlikte çalıştığı hibrit filtreleme metodu tasarlanmıştır. Hibrit filtreleme metodu literatürdeki çalışmalarda sıkça kullanılan bir metottur. Bu çalışmada ise kalman filtresi ve alçak geçiren filtre ile birlikte, tasarlanan ortalama kayan filtrenin de bu hibritleştirme işlemine dahil edilmesidir. Çalışma kapsamında tasarlanan bu özel hibrit filtreleme metodu sonucunda statik testlerde ortalama 0.017°, dinamik testlerde ise ortalama 1.177° hata değerleri alınmıştır. Analiz sonuçları ışığında bu çalışmadaki hibrit filtreleme metodunun literatürdeki diğer hibrit filtreleme metotlarına göre daha yakın veya başarılı sonuç verdiği görülmektedir.

Özet (Çeviri)

With advancements in MEMS technology, the usage of IMU (Inertial Measurement Unit) devices incorporating this technology has become widespread. In industrial applications, IMUs need to provide highly precise measurements depending on their area of use. While these precise measurements are made possible by the evolving IMU technology, some external factors can affect the measurement accuracy of IMUs. The most significant of these external factors are external acceleration and vibrations. The external acceleration and vibrations in the system to which the device is attached negatively impact the mechanical structure inside the IMU, leading to measurement errors. To mitigate these errors, the literature suggests using filters such as the Kalman filter, low-pass filter, etc. In this study, a dynamic tilt sensor device containing a 6-axis IMU has been designed and software-integrated with a Kalman filter, moving average filter, and low-pass filter. The performance of these filters within the designed tilt sensor under external acceleration conditions was analyzed in a computer environment using the prepared test platform and data recording system. In the analyses conducted using the RMSE method, the measurement error amounts of the sensor in degrees were compared. In the final stage of the study, a hybrid filtering method combining these three filters was designed. The hybrid filtering method is frequently used in literature. However, the novelty of this study lies in incorporating the designed moving average filter into the hybridization process along with the Kalman filter and low-pass filter. As a result of this specially designed hybrid filtering method within the scope of the study, average error values of 0.017° in static tests and 1.177° in dynamic tests were obtained. In light of the analysis results, it is seen that the hybrid filtering method in this study provides more successful or closer results compared to other hybrid filtering methods in the literature.

Benzer Tezler

  1. Yüksek yapıların farklı sensörler ile tam ölçekli izlenmesi ve dinamik parametrelerin belirlenmesi

    Full-scale monitoring of tall structures using various sensors and determination of dynamic parameters

    CEMAL ÖZER YİĞİT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Jeodezi ve FotogrametriSelçuk Üniversitesi

    Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEVAT İNAL

  2. Gerçek zamanlı kinematik GPS yöntemiyle yapıların dinamik davranışlarının incelenmesi

    Analysis of buildings dynamic behaviours with real-time kinematic GPS method

    HÜSEYİN PEHLİVAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER AYDIN

  3. Design, characterization, and applications of soft 3d printed strain gauges

    Yumuşak üç boyutlu yazdırılmış gerinme ölçerlerinin tasarımı, karakterizasyonu ve uygulamaları

    DOĞA ÖZBEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ÖZCAN

  4. Design and implementation of a lightweight and modular biped robot for human-like locomotion

    İnsan benzeri hareket için hafif ve modüler iki bacaklı robot tasarımı ve uygulaması

    TOLGA OLCAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖZKURT

  5. Berilyum(II) iyonuna karşı seçici ve hassas yeni kimyasal sensörlerin geliştirilmesi

    Development of selective and sensitive new chemical sensors for Beryllium(II) ion

    ÖZGÜR YAVUZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL YILMAZ