Design and application of a gyroscope based balancing system
Bir jiroskop tabanlı dengeleme sisteminin tasarımı ve uygulaması
- Tez No: 907077
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TANER AKKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Tekneler içinde bulundukları hava ve su akışkanlarının rüzgâr ya da dalga girdilerine karşılık yuvarlanma, dönme, yalpalama gibi 6 serbestlik derecesinde kontrolsüz hareket ederler. Bu hareketler teknenin alabora olmasına sebep olabileceği gibi, teknede bulunanlar için de rahatsız edici bir duruma sebep olur. Hem seyir halindeyken hem durgun halde iken teknede bulunanlar deniz tutması olarak adlandırılan rahatsızlığı yaşarlar. Dış girdilere zıt yönlü olacak şekilde kontrol kuvveti ya da kontrol momenti uygulanarak bu hareketlerin önlenmesi ya da azaltılması sağlanabilir. Bu çalışmada gyro etkisi ile moment oluşturularak teknenin sağa-sola yatma (roll) hareketinin önlenmesi ile stabilizasyon sağlanması amaçlanmıştır. Sistemin modüler olması, tüm teknelerde ve stabilizasyon beklentisi olan tüm hareketli araçlarda kullanılabilir olması hedeflenmiştir. Bir tekne ve jiroskopik dengeleme sistemi modeli oluşturulmuş, modellenen mekanik parçalar (volan hariç) üç boyutlu yazıcı ile üretilmiştir. Volan, çelik malzemeden geleneksel talaşlı imalat metotları ile üretilmiştir. Sistemde bir mikro kontrolcü, bir 9 eksenli ivme, gyro ve manyetik alan sensörü, bir yüksek devirli fırçasız motor, bir fırçasız motor sürücüsü, bir servo motor ve güç kaynağı olarak pil kullanılmıştır. Mikro kontrolcü, üzerinde yüksek devirle dönen volanın konumlandırıldığı beşiğin açısını, tekne hareketlerini izleyen 9 eksenli ivme, gyro ve manyetik alan sensörünün verilerine göre servo motor ile kontrol eder. Teknenin hareketine zıt yönde moment oluşturmak için yüksek devirde dönen volanın açısı değiştirilir. Sensörden gelen hareket verilerine göre tekneyi dengede tutacak en uygun kontrol momentinin oluşturulması için PID kontrol metodu uygulanır.
Özet (Çeviri)
Boats move uncontrollably in 6 degrees of freedom such as roll, turn or yaw in response to the wind or wave action of the air and water fluids in which they are immersed. These movements can cause the boat to capsize and create an uncomfortable situation for those on board. Both when the boat is moving and at rest, people on board experience the discomfort known as seasickness. These movements can be prevented or reduced by applying a control force or moment in the opposite direction to the external inputs. The aim of this study is to provide stabilization by preventing the rolling motion of the boat by creating a gyroscopic control moment. The aim is for the system to be modular and applicable to all boats and mobile vehicles that require stabilization. A model of a boat and a gyroscopic stabilization system was created, and the modelled mechanical parts (except the flywheel) were produced using a three-dimensional printer. The flywheel was manufactured from steel material using conventional machining methods. The system consists of a microcontroller, a 9-axis acceleration, gyro and magneto sensor, a high-speed brushless motor, a brushless motor driver, a servo motor, and a battery as a power source. The microcontroller controls the angle of the cradle, on which the high-speed flywheel is positioned, with the servo motor according to the data from the 9-axis accelerometer, gyroscope and magnetometer sensor, which monitors the boat's movements. The angle of the high-speed flywheel is changed to generate a moment in the opposite direction to the boat's motion. According to the motion data from the sensor, the PID control method is applied to generate the most appropriate control torque to keep the boat in balance.
Benzer Tezler
- Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları
Controlled lagrangian methods and applications
HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- İnsansız hava aracı için bir borda bilgisayarının mimarisi ve tasarımı
Başlık çevirisi yok
SAİT N. YURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. T. BERAT KARYOT
- Controller design of the gyrostabilizer that is used in boats
Deniz araçlarında kullanılan jiroskopik sönümleyiciler için kontrolcü tasarımı
MUHAMMED RIZA BOZELLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Navigation algorithms and autopilot application for an unmanned air vehicle
İnsansız bir hava aracı için seyrüsefer algoritması ve otomatik pilot uygulaması
EREN KAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. VOLKAN NALBANTOĞLU
PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Design and control of ground test set-up for attitude control of nano-sized satellite
Nano ebatta uydunun yönelim kontrolü için yer test düzeneğinin tasarımı ve kontrolü
ABDURRAHİM BİLAL ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT