İki serbestlik dereceli hareketli anten platformları için geri beslemeli denetleyici tasarımı ve simülasyonu
Design and simulation of a feedback controller for two degrees of freedom mobile antenna platforms
- Tez No: 890294
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA BURUNKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Bu tez çalışmasında insansız hava araçları (İHA), zırhlı araçlar ve gemiler gibi çeşitli mobil platformlarda yaygın olarak kullanılan pan tilt platformlarının (PTP) zırhlı kara araçlarında kullanılması ve böylece kara taşıtlarına entegre edilerek, bu araçlar ile uydu arasında kesintisiz mobil iletişim sağlanabilmesi için pozisyon ve stabilizasyon yeteneklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Pan ekseni için durum geri besleme kontrolü ve integral eylemi uygulanmış, tilt ekseni için ise geri besleme doğrusallaştırma metoduyla sistem dinamikleri doğrusallaştırılarak Oransal-Türev (PD) kontrol stratejisi kullanılmıştır. Ayrıca, pan ekseni için Luenberger ve Kalman Durum Gözlemcileri kullanılarak, sistem ve ölçüm gürültüsü, ölçülemeyen durumlar ve modelleme kesinliğindeki belirsizlikler dikkate alınarak denetleyici tasarlanmıştır. Bu gözlemciler, gürültülü ortamlarda sistem çıkışını etkili bir şekilde filtreleyerek çıkış sinyalini iyileştirmiş ve bu sayede değişkenlerin daha hassas tahmin edilmesine olanak tanıyarak sensör ihtiyacını azaltmış ve maliyet avantajı sağlamıştır. MATLAB/Simulink ile yapılan simülasyonlar, pan ekseni için 'DGBD ile İntegral Eylem ve Kalman Durum Gözlemci' denetleyicisinin kararlı durum hatasını 0,0064'e, yerleşme süresini 0,58 saniyeye düşürdüğünü ve aşma oranını %2,53'e indirdiğini doğrulamıştır. Tilt ekseni için geri besleme doğrusallaştırma denetleyicisi, kararlı durum hatasını 0,00005'e düşürerek aşım oranını %4'e indirmiş ve yerleşme süresini 1,3809 saniye olarak belirlemiştir. Bu bulgular, gerçekleştirilen PTP'nin, referans takibinde kullanılan dinamik modellerin ve denetleyici tasarımlarının etkinliğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to enhance the position and stabilization capabilities of pan-tilt platforms (PTPs), which are commonly used on various mobile platforms such as unmanned aerial vehicles (UAVs), armored vehicles, and ships, for integration into armored ground vehicles. By integrating these platforms into ground vehicles, the goal is to achieve uninterrupted mobile communication between these vehicles and satellites. For the pan axis, state feedback control with integral action was implemented, while for the tilt axis, system dynamics were linearized using the feedback linearization method, and a Proportional-Derivative (PD) control strategy was employed. Additionally, Luenberger and Kalman State Observers were used for the pan axis to design a controller that takes into account system and measurement noise, unmeasurable states, and uncertainties in model accuracy. These observers effectively filtered the system output in noisy environments, improving the output signal and allowing for more accurate estimation of variables, thereby reducing the need for sensors and providing a cost advantage. Simulations conducted in MATLAB/Simulink confirmed that the 'State Feedback with Integral Action and Kalman State Observer' controller for the pan axis reduced the steady-state error to 0.0064, the settling time to 0.58 seconds, and the overshoot rate to 2.53%. For the tilt axis, the feedback linearization controller reduced the steady-state error to 0.00005, reduced the overshoot rate to 4%, and set the settling time to 1.3809 seconds. These findings demonstrate the effectiveness of the developed PTP, the dynamic models used for reference tracking, and the controller designs.
Benzer Tezler
- Path curve design for cancellation of singularities of two-degree-of-freedom planar parallel robots
İki serbestlik dereceli düzlemsel paralel robotların tekilliklerinin kaldırılması için yol eğrisi tasarımı
SİNAN YALÇIN ÖNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- Two derees of freedom adjustable mechanisms design
İki serbestlik dereceli ayarlanabilir mekanizma tasarımı
ALPER AKMEŞE
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERES SÖYLEMEZ
- Stırlıng soğutuculu ve iki serbestlik dereceli bir kardan mekanizmasının gürbüz kontrolü
Robust control of a 2-dof gimbal mechanism integrated with stirling cooler
HASAN DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER BİNGÜL
- Bilgisayar destekli küresel dişli tasarımı ve imalatı
Computer aided spherical gear design and manufacturing
FERHAT YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN MUMCU
- Gimbalin hassas kontrolü için IMU/GNSS füzyonu ile dört pervaneli helikopter durumlarının tahmin edilmesi
State estimation of quadcopter using IMU/GNSS fusion for precise gimbal control
BURAK YAPICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN YEŞİLDİREK